1 000
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука

Появятся домашние и бытовые квантовые компьютеры

Мир замер в ожидании: квантовые компьютеры, которые долгие годы описывали в книгах и фильмах, вот-вот можно будет использовать для конкретных целей

Сводная информация по прогнозу редактировать информацию

Принципы работы квантовых компьютеров

04 октября 2018 - Кубиты представляют собой одновременно и ячейки памяти, и вычислительные модули квантового компьютера, которые могут одновременно хранить в себе и логический ноль, и единицу благодаря законам квантовой физики. Объединение нескольких кубитов в единую вычислительную систему позволяет очень быстро решать математические или физические задачи, поиск ответа на которые при помощи методик перебора заняло бы время, сопоставимое со сроками жизни Вселенной. (7)

27 мая 2018 - Квантовые компьютеры колоссально ускоряют вычисления благодаря явлениям квантовой суперпозиции и квантовой запутанности. Новые машины оперируют не битами, представляющими собой нули и единицы, а кубитами, которые могут находится в этих двух состояниях одновременно (это и называется «суперпозицией»). Поэтому квантовому компьютеру не нужно перебирать все возможные варианты состояний системы, как это делает современная компьютерная техника. (1)

Успехи в создании квантовых компьютеров

28 сентября 2021 - Молодая австралийская компания Quantum Brilliance заявила о планах представить к 2025 году 50-кубитовый ускоритель квантовых вычислений в форм-факторе видеокарты. Квантовый блок сможет работать при комнатной температуре без криогенного охлаждения и других специальных защитных систем в серверной стойке, в ПК и, в перспективе, в мобильной технике. https://3dnews.ru/1050069/avstraliytsi-sozdadut-kvantoviy-uskoritel-dlya...

17 июля 2021 - Нидерландская компания QuantWare объявила, что начёт продавать квантовые процессоры на базе кубитов Transmon, которые составляют основу аналогичных машин Google, IBM и Rigetti. Такие кубиты, к сожалению, могут действовать только при температурах, требующих жидкого гелия и специализированного охлаждающего оборудования. В основе процессора Soprano лежат пять кубитов Transmon. Точность каждого из них составляет 99,9%. Купить такой процессор смогут различные учреждения, в том числе учебные заведения. Заказчики смогут получить процессоры в полностью готовом виде или попросить настройку целевых параметров. Компания намерена увеличивать количество кубитов в два-четыре раза каждый год в течение следующих нескольких лет. В 2025 году QuantWare ожидает некую переломную точку, после которой квантовые компьютеры станут более распространёнными. Сколько стоит Soprano, неизвестно. https://www.ferra.ru/news/techlife/kvantovyi-processor-vpervye-nachnut-p...

17 мая 2021 - Сейчас исследования в области квантовых вычислений идут на переднем крае фундаментальной науки. При этом технологии буксуют на каждом шагу. Это касается и разработок ведущих корпораций: Google, IBM, Microsoft. Эти IT-гиганты вкладывают огромные деньги в свои платформы, но и у них движение происходит не так быстро, как хотелось бы. Масштабировать их системы становится всё сложнее, а это одна из ключевых проблем. Возможно, придётся возвращаться практически к самому началу, искать новые материалы. Надо придумывать новые фундаментальные подходы. У каждой разработки физической платформы свои, пока неразрешимые сложности. Вот почему нельзя дать точный прогноз. Прорыв на фундаментальном уровне, преодоление фундаментального барьера может произойти через полгода, а может и через 20 летhttps://russian.rt.com/science/article/859552-kvantovye-vychisleniya-kul...

2 февраля 2021 - В Китае создали квантовый компьютер стоимостью всего 380 тысяч рублей. Размерами он похож на системный блок обычного ПК. Компьютер может оперировать только двумя кубитами, но зато его можно использовать в учебных заведениях. Квантовый компьютер может уместиться на столе. Он очень дешёвый для своего класса. CNews приводит в пример стоимость квантового компьютера канадской компании D-Wave Systems — около 1,137 млрд рублей. Правда, второй компьютер и мощнее первого — может оперировать 2000 кубитами, а не двумя. Компьютер китайцев использует явление «ядерного магнитного резонанса». Рабочее вещество этой квантовой системы — диметилфосфит. Несколько его капель поместили в небольшую герметичную ёмкость. Она располагается в центре магнитного поля. Магниты здесь, кстати, постоянные. Для управления кубитами квантовый компьютер нужно подключить к обычному ПК. Такой компьютер может ускорить некоторые простые задачи. Устройство начнут выпускать в четвёртом квартале 2021 года. https://www.ferra.ru/news/computers/v-kitae-sozdali-deshyovyi-kvantovyi-...

16 сентября 2020 - IBM представила обновленную дорожную карту развития своих квантовых компьютеров. Компания собирается в 2023 году создать квантовый компьютер с 1121-кубитовым процессором. Долгосрочная цель IBM — построить квантовую систему на миллион кубитов. Компания рассматривает отметку в 1000 кубитов как переломный момент для преодоления препятствий, ограничивающих коммерциализацию квантовых систем. В настоящее время специалисты IBM начали разработку унифицированной системы охлаждения для новых квантовый систем, с помощью которой можно будет их масштабировать в десятки и сотни раз с минимальными затратами на их размещение, охлаждение и электропитание. https://m.habr.com/ru/news/t/519312/

22 сентября 2019 - Компания Google создала самый мощный в мире квантовый компьютер. Он за три минуты и 20 секунд произвел расчет, на который самому мощному суперкомпьютеру Summit от IBM потребовалось бы около 10 тысяч лет. Об этом сообщила газета The Financial Times, ссылаясь на информацию из доклада на сайте НАСА, который впоследствии был удален. В документе, по сведениям издания, говорилось, что пока квантовый компьютер Google способен выполнять лишь один технический расчет, но к решению практических задач еще не готов. Дмитрий Федянин, сотрудник МФТИ: «Наверное, еще рано говорить о том, что совершен настоящий прорыв и мы приблизились к созданию какого-либо универсального квантового компьютера, который бы позволил совершить революцию. Спектр задач, которые может решать квантовый компьютер, до конца не определен, потому что большинство задач носят очень специфический научный характер, и, скажем так, простому обывателю они не очень-то пригодятся. Квантовые компьютеры вряд ли будут использоваться в мобильных телефонах или персональных компьютерах. Пожалуй, единственная вещь, где квантовый компьютер смог бы произвести революцию, и это очень хорошо известно сейчас, — это системы защиты данных. Имея квантовый компьютер, можно достаточно легко взломать существующие шифры, и, таким образом, передача по сети данных станет небезопасной. Собственно, именно из-за угрозы создания квантового компьютера ведется параллельная разработка так называемой квантокриптографии. Она основана тоже на квантовой физике и позволила бы создавать протоколы шифрования информации, которые были бы устойчивы к воздействию квантового компьютера».  https://www.bfm.ru/news/425130    https://www.bfm.ru/news/425130

09 января 2019 - IBM Q System One — первый квантовый компьютер для коммерческого использования на 20 кубитов — представлен на выставке CES. Купить его нельзя - лишь время использования через облачную платформу. Ни о каком «квантовом превосходстве» речи пока нет, и в IBM лишь осторожно говорят о возможности практического применения — например, для поиска новых подходов к оптимизации системы доставки с помощью сотен фургонов или для научных экспериментов. То, насколько нынешние квантовые компьютеры хрупки и ранимы, подчеркивает в интервью Verge босс квантового направления IBM Боб Сатор. По его словам, одно из важнейших преимуществ Q System One — малое время перезапуска системы после сбоя: то, что раньше требовало «недель или дней», теперь будет означать «дни или часы» простоя. Достижение кажется скромным. IBM пока не говорит, сколько подобных машин будут включены в облако, где желающие смогут купить время и кубит за кубитом проследить, как работают созданные ими алгоритмы. Для IBM имидж системы не менее важен, чем ее практическое значение. Компания продолжает зарабатывать миллиарды на «допотопных» сервисах и железе, но год от года отдача от этого сокращается. От квантовых компьютеров ждут прорывов во многих сферах, и в прошлом году Китай буквально инициировал «гонку вооружений» в создании квантовых дешифровщиков. Считается, что квантовые алгоритмы будут настолько быстры, что расшифруют буквально любое сообщение, «закрытое» от посторонних глаз современными методами.   https://m.hightech.plus/2019/01/09/ibm-q-system-one---pervii-kvantovii-k...

03 января 2019 - Учёные технологического университета Массачусетса (США) совместно с коллегами из целого ряда стран смогли впервые в истории исследований зафиксировать так называемую временную когерентность графенового кубита. Другими словами, смогли определить, в течение какого времени он может находиться в том самом (уникальном) состоянии одновременных нуля и единицы. Чем выше время когерентности, тем больше вычислительных операций можно выполнить. Графеновые материалы позволяют проводить эффективную фиксацию временной когерентности. Результаты опубликованы в научном издании Nature Nanotechnology. Из материала: "Специалисты впервые демонстрируют когерентный кубит с использованием графеновых структур. Время когерентности составило 55 наносекунд".   https://topwar.ru/152068-uchenye-zajavili-o-bolshom-shage-na-puti-sozdan...

12 декабря 2018 - Ученые разработали первый оптический микрочип для генерирования, манипуляции и регистрации определенного состояния света, известного как сжатый вакуум и необходимого для квантовых вычислений. У оптического микрочипа есть большинство базовых функций, необходимых для создания квантовых компьютеров. Внутри микрочипа, который полтора сантиметра в ширину, пять сантиметров в длину и 0,5 сантиметра в толщину, находятся компоненты, взаимодействующие со светом. Они соединены маленькими каналами — волноводами, направляющими свет внутри микрочипа подобно тому, как кабели соединяют части электрической цепи. По словам доктора Франческо Лензини, ведущего автора исследования, в работе они преодолели одну из главных сложностей в создании оптического квантового компьютера. «Это первый эксперимент, интегрировавший три основных шага, необходимых для оптического квантового компьютера. Они включают в себя генерирование квантовых состояний света, их манипуляцию быстрым и реконфигурируемым способом и их регистрацию», — объясняет ученый.    https://naked-science.ru/article/hi-tech/razrabotan-opticheskiy-mikrochip

04 октября 2018 - Физики из Австрии создали новый тип кубитов, ячеек памяти квантового компьютера, способных обмениваться информацией при помощи обычного оптоволокна. "Наши кубиты состоят из карбида кремния, полупроводникового материала. В нем часто появляются дефекты, с которыми технологи постоянно вынуждены бороться. Нам же наоборот, эти примеси нужны, и огромный массив данных, собранных коллегами, помог нам понять, как они влияют на свойства кристалла", — рассказывает Том Босма (Tom Bosma) из университета Гронингена (Нидерланды). (7)

22 августа 2018 - Международная команда исследователей под руководством Бристольского университета создали кремниевый чип, проводящий отдельные частицы света (фотоны) по оптическим трекам — волноводам — для шифрования кубитов. Результат их работы показывает, что один интегрированный чип способен полностью контролировать два кубита информации. Значит, при помощи устройства можно разработать и запустить любую задачу, которая умещается в двух кубитах. Это очень примитивный процессор, так как он работает только на двух кубитах, а значит, до того момента, когда мы сможем при помощи этой технологии производить полезные вычисления, нам предстоит пройти очень долгий путь. Но, что действительно важно, так это объединение в одном устройстве разнообразных свойств кремниевой фотоники, которые можно использовать для создания квантового компьютера. Кремний обладает огромным потенциалом — отчасти из-за всех средств, выделенных на работу с ним в области микроэлектроники и фотоники. Устройства, разработанные в Бристоле, включая представленное сегодня, показывают, насколько грамотно могут быть спроектированы на их основе квантовые устройства.https://naked-science.ru/article/sci/sozdan-mnogocelevoy-kremnievyy-chip

12 августа 2018 - Сильное взаимодействие порождает сильные помехи. Поэтому в Гарварде проверяют новый подход к созданию стабильных квантовых компьютеров - организацию взаимодействия между двумя кубитами при помощи частиц света, которые друг другу не мешают.  Для того чтобы справиться с этой проблемой, Раффин Эванс, выпускник Гарвардского университета из лаборатории Михаила Лукина, обратился к фотонам — частицам, взаимодействие между которыми отсутствует. Преимущество своего подхода Эванс объясняет так: «Нетрудно создать систему с очень сильными взаимодействиями, но сильные взаимодействия могут также вызывать шум и помехи со стороны окружающей среды. Так что приходится содержать среду в абсолютной чистоте. Это крайне сложно. Мы же действуем в совершенно ином режиме. Мы используем фотоны с их слабым взаимодействием». Эванс и его коллеги начали с создания двух кубитов, помещенных внутрь фотонной кристаллической полости, которая действует как два поставленных лицом к лицу зеркала. Один из атомов выделяет фотон, тот начнает двигаться между зеркалами и, в какой-то момент, его поглощает другой атом. Вероятность того, что свет вступит во взаимодействие с атомом за один проход, чрезвычайно мала. Но если частица отскочит от поверхности кристалла около 10 000 раз, это произойдет почти наверняка. Главная особенность этого исследования в том, что ученые оперируют фотонами в оптических частотах — их используют, например, для передачи данных по волоконному кабелю. На этих частотах взаимодействие очень слабое, поэтому и помех практически не бывает — а это именно то, что нужно для создания надежных и протяженных квантовых сетей. А поскольку схема воссоздана в наномасштабе, в перспективе на единственном микрочипе можно разместить множество таких устройств. Есть и существенный минус: система работает только при сверхнизких температурах. Но даже несмотря на это, она проще, чем подходы, требующие лазерного охлаждения и оптических ловушек для атомов. https://m.hightech.plus/2018/12/08/v-garvarde-sozdali-revolyucionnuyu-sh...

16 июля 2018 - Физики из Австралии научились управлять отдельными кубитами в "толпе" из подобных ячеек квантовой памяти, не мешая их соседям. Это заметно ускорит создание сложных квантовых компьютеров, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.  "Наша система работает подобно радио – мы можем "настраиваться" на связь с определенным кубитом подобно тому, как мы переключаемся между станциями на радиоприемнике", — рассказывает Сэм Хиле (Sam Hile) из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия). Ученые проверили работу подобных индивидуальных "раций" для кубитов, изготовив чип, содержавший в себе две ячейки квантовой памяти с одним и двумя атомами фосфора-31. Как показали эксперименты, состояние каждого из них можно было менять даже в том случае, когда они находились на расстоянии всего в 16 нанометров друг от друга. Подобные "рации", как отмечают физики, имеют практически бесконечное число индивидуальных каналов. Для расширения их числа нужно или добавить новые атомы фосфора, или поменять их положение относительно друг друга. Это позволяет создавать очень сложные квантовые чипы, не беспокоясь о возможных наложениях сигналов и помехах, заключают авторы статьи. https://ria.ru/science/20180713/1524541521.html

10 апреля 2018 - Ученые из НИТУ "МИСиС" и Российского квантового центра в сотрудничестве с исследователями МФТИ и Сколтеха, а также Университета Лондона и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне (Великобритания), Университета Карлсруэ и Института фотонных технологий (Германия) создали принципиально новый кубит, основанный не на джозефсоновском переходе, представляющем собой разрыв в сверхпроводнике, а на сплошной сверхпроводящей нанопроволоке. Перед учеными стоит ещё много фундаментальных задач, связанных с изучением работы нового кубита. Однако уже сейчас понятно, что речь идет о кубитах, обладающих не меньшей, а может и большей функциональностью. Важно также и то, что новые кубиты более просты в изготовлении. На этом принципе может быть построен весь набор элементов сверхпроводящей электроники. (5)

07 марта 2018 - Лаборатория квантового искусственного интеллекта Google Quantum AI Lab объявила о создании первого 72-кубитного чипа Bristlecone, не имеющего аналогов в мире. Разработка поможет преодолеть препятствия на пути к "квантовому превосходству" — тому моменту, когда системы на основе квантовых вычислений превзойдут классические компьютеры. В отличие от предыдущих разработок, в Bristlecone кубиты объединены в двумерный массив, что дает меньший процент ошибок при вычислениях. Как говорят в Quantum AI Lab, новый процессор станет "убедительным доказательством построения квантовых компьютеров большего масштаба". Bristlecone обладает 72 кубитами, однако инженеры Google считают, что для достижения "квантового превосходства" будет достаточно и 49 кубитов при двухкубитной погрешности не выше 0,5%, пишет Engadget. (4)

13 ноября 2017 - IBM объявила о новом рекорде в создании квантовых компьютеров. Компания анонсировала успешный выпуск квантового компьютера на 50 кубитов, пишет Technology Review. Достижение не говорит о том, что квантовые вычисления станут общедоступными в ближайшее время, но для науки — это важный результат. (4)

10 сентября 2017 - Австралийские физики создали новый тип кубита, благодаря чему, по их мнению, мы наконец сможем создавать по-настоящему полномасштабные квантовые компьютеры. Реализовав кодирование информации и в ядре, и в электроне атома ученые получили новый кремниевый кубит, который они назвали «триггерным кубитом». Его особенность в том, что он может управляться электрическими сигналами, вместо магнитных. Это означает, что такие кубиты могут поддерживать квантовую запутанность на более удаленном чем раньше расстоянии друг от друга, что делает проще и дешевле масштабируемое производство компьютеров. (3)

18 Июля 2017 - Физики из России и США совместно разработали и протестировали самый мощный в мире квантовый компьютер, основой которого является 51-кубитный чип. Группа, руководителем которой является один из основателей Российского квантового центра Михаил Лукин, работающий в Гарварде, обошла команду Google, которая всё ещё работает над созданием 49-кубитного чипа. В ходе тестирования нового квантового компьютера учёные смогли решить целый ряд задач, требующих довольно больших затрат ресурсов даже от суперкомпьютеров. (2)

Проблемы в создании квантовых компьютеров, и их решения

31 августа 2020 - Ученые нашли еще одно препятствие к созданию квантовых компьютеров, которое нужно преодолеть – естественное радиационное излучение. Сохранение стабильности кубитов – квантовых эквивалентов классических вычислительных битов – ключ к реализации потенциала квантовых вычислений. Теперь ученые обнаружили новое препятствие для этой стабильности: фоновое радиационное излучение, которое исходит от всевозможных источников, как естественных, так и искусственных. Например, его возникновению способствуют космические лучи и бетонные здания. С помощью серии экспериментов, которые изменяли уровень естественного излучения вокруг кубитов, физики смогли установить, что этот фоновый шум выводит кубиты из равновесия, и они перестают нормально функционировать. «Наше исследование впервые ясно показало, что низкоуровневое ионизирующее излучение в окружающей среде ухудшает характеристики сверхпроводящих кубитов, – говорит физик Джон Оррелл из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории. – Эти результаты показывают, что радиационная защита будет необходима для достижения ожидаемой производительности квантовых компьютеров». Ученые подчеркнули, что естественное излучение не является самой значительной или единственной угрозой стабильности кубита, которую предстоит устранить. https://naukatv.ru/news/vyyavlen_faktor_kotoryj_mozhet_pomeshat_rabote_k...

11 октября 2019 - Прорыв Google относится к простейшим квантовым вычислениям, и тут даже речи не идет о взломе криптографических алгоритмов. Мы даже не знаем, возможна ли эволюция квантовых компьютеров: вероятно, добавление новых кубитов приведет к экспоненциальному росту стоимости квантовых компьютеров. https://www.rbc.ru/crypto/news/5da072219a7947ae2f249e06

22 сентября 2019 - Уже довольно давно, десятки лет назад получены первые экспериментальные результаты на квантовых компьютерах простейших, где мало кубитов, меньше 50 существенно. Когда вы начинаете увеличивать число кубитов, сложность техническая нарастает катастрофически, потому что в квантовых вычислениях начинают ошибки создаваться. Эти ошибки надо исправлять, этим занимается отдельная область математики. То есть на каждый кубит нужно делать схемы, которые будут исправлять ошибки, на них свои схемы. Это лавина технологических проблем.     https://www.bfm.ru/news/425130

04 октября 2018 - Физики быстро научились изготовлять одиночные кубиты, способные жить достаточно долго для ведения вычислений. С другой стороны, попытки объединить несколько кубитов сталкиваются сегодня с большими трудностями из-за того, что записать и считать данные из них не так просто, как изначально казалось. Эти проблемы отчасти связаны с тем, что современные технологии передачи информации, в том числе различные оптоволоконные каналы связи, мало приспособлены для работы с кубитами. По сути, физикам и инженерам приходится с нуля создавать все шины данных и системы связи, необходимые для объединения небольших групп кубитов в более сложные системы и квантовые сети. Босма и его коллеги сделали большой шаг к решению этой проблемы, создав достаточно долгоживущие и при этом "быстрые" кубиты, способные почти мгновенно менять свое состояние при записи новой информации, работой которых можно манипулировать при помощи инфракрасного излучения. Их "сердцем" служит так называемый дефект — атом азота или другого элемента, "затесавшийся" в толщу атомов углерода. Подобные дефекты ученые называют "вакансиями", или NV-центрами, так как добавление "чужого" атома в карбид кремния или алмаз создает особое пустое место с необычными свойствами. В этой точке атом углерода отсутствует, но при этом она обладает всеми свойствами атома, который бы находился в этой точке в "замороженном" состоянии. Благодаря этому NV-кубиты обладают очень длинными сроками жизни по сравнению с другими ячейками памяти, однако их поведением и скоростью обновления достаточно сложно управлять. Замена азотных дефектов на их молибденовые аналоги резко поменяла свойства подобных кубитов. Они почти не потеряли в стабильности, но при этом они стали более отзывчивыми при попытке поменять их содержимое, и начали взаимодействовать не с фотонами видимого света или микроволнами, а с инфракрасным излучением. Что самое важное, ученым удалось подобрать свойства этих "вакансий" таким образом, что кубиты начали работать на тех же частотах, что и инфракрасные лазеры, используемые в системах связи. Это, как отмечают физики, позволяет использовать их для обмена информацией в рамках "составных" квантовых компьютеров и приближает нас к созданию полноценного квантового интернета. (7)

08 июня 2018 - Российские и британские ученые выяснили, что кубиты, квантовые ячейки памяти, могут взаимодействовать с акустическими волнами, что позволяет использовать их для передачи информации в квантовом компьютере. Их выводы были представлены в журнале Physical Review Letters. "Нам удалось показать, что искусственные атомы могут взаимодействовать с источниками поверхностных акустических волн. Они могут стать основой миниатюрных квантовых вычислительных приборов благодаря тому, что длина этих колебаний на пять порядков меньше, чем у их электромагнитных аналогов", — пишут Олег Астафьев из Московского Физтеха в Долгопрудном и его коллеги из ряда других российских вузов. Сегодня ученые используют приемники и излучатели микроволнового излучения для того, чтобы считывать и записывать информацию в сверхпроводящие кубиты. Благодаря достаточно большой длине волны, равной примерно сантиметру, подобные приборы нельзя сделать компактными и ужать до размеров, пригодных для их "имплантации" внутрь чипов. Вдобавок, эти же ограничения не позволяют поместить внутри одного такого считывателя квантовых данных сразу несколько кубитов, взаимодействующих с разными типами волн. Все эти проблемы, как заметили британские и российские ученые, можно решить, если заменить микроволновое излучение на другой, более удобный источник колебаний – обычные акустические волны. Астафьев и его коллеги создали устройство, которое позволяет осуществлять подобные "акустические" квантовые операции, поместив кубит между двумя акустическими "зеркалами" и генераторами поверхностных звуковых волн. Охладив всю эту конструкцию до температур, близких к абсолютному нулю, ученые проверили, смогут ли звуковые волны "уловить" квантовую природу колебаний, возникающих внутри кубита. Их замеры показали, что подобная установка может и считывать, и записывать информацию внутрь кубитов, не мешая их работе, что позволяет им оставаться стабильными очень долгое время. (6)

27 мая 2018 - Самый мощный компьютер сейчас у Google, но он по-прежнему очень шумный. В квантовом масштабе (чрезвычайно малом) энергия движется, упакованная в мини-пакеты (они-то и называются квантами). Они разбегаются, отпрыгивают и, взаимодействуя с квантовым компьютером, создают ошибки. Если бы мы смогли охладить квантовую систему до абсолютного нуля, то полностью убрали бы эти ошибки, — но мы не можем. При конечной температуре приходится полагаться на методы подавления с использованием кодов коррекции ошибок, чтобы увеличить время работы квантового компьютера до того, как он будет «разбомблен» всеми этими нежелательными квантами энергии. Высокая стоимость (например, вычислители D-Wave на 2 тыс. спинов стоят $15 млн) обусловлена тем, что для них требуется система охлаждения до −273 градусов по Цельсию.  (1)

Практическое применение квантовых компьютеров

28 мая 2020 - Квантовые компьютеры — это технология, которая потенциально может изменить мир высокопроизводительных вычислений, чем и обусловлен огромный интерес научного сообщества и значимый объем инвестиций в их разработку. Однако, несмотря на громкие заявления ИТ-гигантов, ни одна из экспериментальных установок не позволяет решать практические задачи, а стоимость квантовых компьютеров настолько высока, что они, скорее всего, навсегда останутся нишевым продуктом. В настоящий момент в мире есть около 10 различных моделей квантовых устройств — по несколько десятков квантовых объектов каждый. Это всё экспериментальные модели на различной стадии разработки, пока ни одна из них не позволяет решать практические задачи. Квантовый компьютер — нишевой продукт, заменить классический он никогда не сможет. Но в перспективе будет востребован в тех сферах, где нужен большой объем вычислений. К таким задачам относится, например, моделирование физических процессов в сложных квантовых системах. И сами машины, и их эксплуатация стоят огромных денег. Достаточно сказать, что большую часть объема устройства занимает система охлаждения, позволяющая опустить температуру до 1/10 градуса выше абсолютного нуля, это холоднее, чем в космосе. Сами устройства уникальны, и над их технической разработкой и изготовлением трудятся большие коллективы ученых.https://hightech.fm/2020/05/28/quant-vs-classic

27 мая 2018 - Крупные технологические компании очень заинтересованы в этой сфере, некоторые из них уже купили вычислители D-Wave на 2 тыс. спинов — за $15 млн каждый. Квантовые вычислители подходят для оптимизационных проблем (безусловная оптимизация, бинарная оптимизация) и для обучения нейронных сетей. Volkswagen использовал компьютер D-Wave для оптимизации маршрутов такси в Пекине. А вот симуляция химических веществ — цель компьютеров IBM и Google. Сейчас самое крупное достижение в области моделирования молекул — гидрид лития (LiH) и гидрид бериллия (BeH2). Благодаря недавно разработанному алгоритму Variational quantum enginesolver эти молекулы удалось успешно промоделировать на процессоре IBM, используя только 6 кубитов. В долгосрочной перспективе нам нужны оба типа — нам нужно оптимизировать маршруты самолетов, финансовые портфели и многое другое, а также нам нужны лучшие лекарства и материалы.  (1)

Планы по созданию новых квантовых компьютеров

17 февраля 2018 - Внешэкономбанк (ВЭБ), Фонд перспективных исследований (ФПИ), "ВЭБ-инновации", МГУ имени М.В.Ломоносова и АНО "Цифровая экономика" в присутствии вице-премьера Дмитрия Рогозина подписали соглашение о создании в России 50-кубитного квантового компьютера. Церемония подписания прошла на полях Российского инвестиционного форума "Сочи-2018". Соглашение подразумевает реализацию комплексного научно-технического проекта по созданию в России многокубитного (не менее пятидесяти кубитов) оптического квантового симулятора на основе фотонных чипов и нейтральных атомов. До сих пор российские ученые создавали только единичные кубиты, в то время как западные уже демонстрировали установки на 50 кубитах.

Источники: 

 (1) https://hightech.fm/2018/05/24/quantum-computers

(2) http://4teller.com/kompyutery-arhitektura-kvantovyh-kompyuterov-budet-up...

(3) http://4teller.com/budet-ispolzovatsya-novyy-tip-kvantovyh-vychisleniy

(4) http://4teller.com/google-vypustit-50-kubitnyy-kvantovyy-kompyuter

(5) http://4teller.com/v-rossii-sozdadut-50-kubitnyy-kvantovyy-kompyuter

(6) https://ria.ru/science/20180605/1522094160.html

(7) https://ria.ru/science/20181001/1529694925.html

18 июля 2021
User ImageВладимир Щербина(100)%
17 июля 2021 - Нидерландская компания QuantWare объявила, что начёт продавать квантовые процессоры на базе кубитов Transmon, которые составляют основу аналогичных машин Google, IBM и Rigetti. Такие кубиты, к сожалению, могут действовать только при температурах, требующих жидкого гелия и специализированного охлаждающего оборудования. В основе процессора Soprano лежат пять кубитов Transmon. Точность каждого из них составляет 99,9%. Купить такой процессор смогут различные учреждения, в том числе учебные заведения. Заказчики смогут получить процессоры в полностью готовом виде или попросить настройку целевых параметров. Компания намерена увеличивать количество кубитов в два-четыре раза каждый год в течение следующих нескольких лет. В 2025 году QuantWare ожидает некую переломную точку, после которой квантовые компьютеры станут более распространёнными. Сколько стоит Soprano, неизвестно. https://www.ferra.ru/news/techlife/kvantovyi-processor-vpervye-nachnut-p...
7 мая 2021
User Image4teller(87)%
17 мая 2021 - Сейчас исследования в области квантовых вычислений идут на переднем крае фундаментальной науки. При этом технологии буксуют на каждом шагу. Это касается и разработок ведущих корпораций: Google, IBM, Microsoft. Эти IT-гиганты вкладывают огромные деньги в свои платформы, но и у них движение происходит не так быстро, как хотелось бы. Масштабировать их системы становится всё сложнее, а это одна из ключевых проблем. Возможно, придётся возвращаться практически к самому началу, искать новые материалы. Надо придумывать новые фундаментальные подходы. У каждой разработки физической платформы свои, пока неразрешимые сложности. Вот почему нельзя дать точный прогноз. Прорыв на фундаментальном уровне, преодоление фундаментального барьера может произойти через полгода, а может и через 20 лет. https://russian.rt.com/science/article/859552-kvantovye-vychisleniya-kul...
Существующие похожие прогнозы
Примерно
1 января 2022
прогноз сбудется
Техника и наука
Американская компания надеется, что новая модель продолжит успешную карьеру нынешнего автомобиля поколения S550.
Примерно
31 декабря 2022
прогноз сбудется
Техника и наука
ID.R Evo будет производить больше прижимной силы и обеспечивать большую мощность.
Примерно
25 февраля 2029
прогноз сбудется
Техника и наука
3 декабря 2018 - Facebook тайно разрабатывает гибких роботов.В корпорации объясняют, что всего лишь хотят сделать более совершенными свои алгоритмы
Примерно
31 декабря 2021
прогноз сбудется
Техника и наука
Разведывательный дрон в виде полярной совы был представлен на выставке "Интерполитех-2018". "Сова" оборудована лазерной аппаратурой целеуказания
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Задача проекта Darpa – поиск возможностей улучшения когнитивных способностей человека путем активации так называемой синаптической пластичности мозга
Примерно
31 января 2024
прогноз сбудется
Техника и наука
Об этом заявили в Министерстве Обороны...
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Скорость передачи данных в таких сетях выше в 40 раз, но инфракрасное излучение не проходит сквозь стены, и требует отдельного модуля в каждом помещении. #интернет
Примерно
11 сентября 2067
прогноз сбудется
Техника и наука
Вооружения. Учёные и инженеры, работающие на «оборонку», делают ставку на роботов и военные беспилотники для достижения заветной цели - снизить потери со стороны личного состава...
Примерно
18 сентября 2025
прогноз сбудется
Техника и наука
Китай и Россия работают над совместным проектом запуска на земную орбиту группировки спутников с целью раздачи высокоскоростного спутникового интернета уже в 2020 году.

Смотрите индивидуальную Ленту новостей, настроенную по вашим интересам

Настройте вашу ленту: подпишитесь на прогнозы и мнения авторов сайта, своих друзей, экспертов, СМИ или блогеров

Поиск будущих событий    Тенденции    Календарь    Завершенные прогнозы