Intel представили первый 17-кубитный квантовый чип

    Спустя два года после инвестирования 50 млн долларов в квантовые исследования, Intel представили первый 17-кубитный чип. В компании отметили, что передадут устройство своим партнерам из исследовательского института QuTech. О том, что представляет собой чип, поговорим далее.


    / Flickr / Walter / CC

    Архитектура квантовых компьютеров кардинально отличается от архитектуры современных ПК. Классические вычислительные системы кодируют информацию с помощью битов, в то время как квантовые оперируют кубитами, которые могут быть нулем, единицей, или любым другим значением между ними. Если представить, что бит — это горизонтальная линия, то кубит будет сферой, в пределах которой лежат его значения. Подробнее о квантовых вычислениях можно почитать по ссылкам здесь и тут.

    Это свойство делает квантовые компьютеры более подходящими, чем электронные вычислительные системы, для определенного спектра задач: работы с геномом, моделирования сложных молекул и предсказания химических свойств и др.

    Одной из особенностей нового 17-кубитного CPU от Intel стал корпус. Оптимальная рабочая температура для кубитов — 20 милликельвин. В компании отмечают, это в 250 раз холоднее, чем в космосе. Новый чип спроектирован таким образом, чтобы он мог выдерживать эту температуру без повреждений.

    Новая архитектура также имеет защиту от радиочастотных помех, которые накладывают друг на друга кубиты, и особую схему межсоединений, в 10 раз увеличивающую пропускную способность чипа, по сравнению с классическими проводными контактами. По словам представителей Intel, новая разработка позволит создавать квантовые интегральные схемы. Видео с анбоксингом этого чипа вы можете найти на YouTube-канале QuTech.

    Развитие экосистемы


    Работа Intel и QuTech выходит за пределы простой разработки квантовых устройств. Компании занимаются проектированием всего стека квантовых систем — от кубитных устройств до аппаратной и программной архитектур их контролирующих.

    Более того, в Intel исследуют несколько типов кубитов: сверхпроводящие кубиты, задействованные в новом чипе, и спиновые кубиты, теоретически воспроизводимые в кремнии с использованием уже привычных техпроцессов. В компании говорят, что они хотят продлить действие закона Мура.

    Рынок


    Intel не единственная компания, которая активно занимается развитием квантовых технологий. Например, ранее в этом году IBM представили 16-кубитный квантовый чип. А Google планирует открыть исследователям доступ к своим квантовым системам в облаке. Компания Rigetti Computing Inc. в начале года собрала 64 млн долларов на разработку квантовой машины, которая обгонит самые мощные суперкомпьютеры в решении некоторых задач.

    Канадская компания D-Wave Systems уже заявляет, что построила полнофункциональный квантовый компьютер, хотя их система использует несколько иной метод — квантовый отжиг. Другие компании, включая Microsoft, также сообщают о прогрессе в собственных исследованиях.

    Что касается Intel и QuTech, чью основу составляют преподаватели Делфтского технического университета, то сейчас они планируют выяснить, какое программное обеспечение им нужно, чтобы «выжать» максимум из 17-кубитов. Они также начнут искать новые сферы для применения своего чипа.

    P.S. Еще пара материалов из нашего блога:

    1cloud.ru 180,79
    IaaS, VPS, VDS, Частное и публичное облако, SSL
    Поделиться публикацией
    Комментарии 21
    • 0

      Ой какой бред.


      квантовые оперируют кубитами, которые могут быть нулем, единицей, или любым другим значением между ними

      А вам не кажется, что между аналоговым и квантовым компьютерами все-таки есть небольшая разница? ;)


      Новый чип спроектирован таким образом, что бы он мог выдерживать эту температуру без повреждений.

      В оригинале has apparently been designed in such a way that it can withstand those superlow temperatures — то есть там журналисты тоже ни в зуб ногой, но хайп поддержать-то надо. То, что кубиты при температурах повыше попросту нестабильны, они как-то не подумали.

      • 0
        Не ради «войнушки» в комментариях: «могут кодировать промежуточные состояния между логическим нулем и единицей».

        хайп поддержать-то надо. То, что кубиты при температурах повыше попросту нестабильны, они как-то не подумали
        Получается, что у вас «в вакууме» кубиты висят. Посмотрел ссылку, все верно: «The new chip’s packaging has apparently been designed».

        Не люблю такие «набросы», но ваши статьи почитаю (похоже, что-то интересное).
        • +2

          Понимаете в чем проблема. Мы с вами разговариваем о новой технологии — перспективной и в то же время весьма нетривиальной. И вот из-за этой перспективности каждый третий "журналист" пытается что-то о ней написать, не имея при этом ни малейшего понятия, о чем же он пишет. Как результат мы имеем "я прочитал статью из газеты на английском и сейчас ее своими словами перескажу", и это в лучшем случае (если статью на английском нормальные люди писали).


          Если бы они этим занимались в узком кругу друзей, проблемы бы не было. Но они лезут со своим словоблудием на адекватные ресурсы и забивают читателям голову. В итоге толковые программисты понимают, что они ничего про квантовые вычисления не понимают, потому что все статьи про них написаны черт знает как, местами противоречат друг другу, и кто там прав — не разберешь.


          Вот это мракобесие меня больше всего и пугает.


          Ну и комментарии по сути вопроса

          Смысл кубита правильно раскрыт по вашей ссылке: он может одновременно представлять состояния 0 и 1, поэтому N кубитов позволяют за один такт сделать вычисления для 2N входных значений.
          Несложно понять, что это вообще ни разу не то же самое, что "может принимать любое значение между 0 и 1", ибо последнее — это немножно аналоговый компьютер, привет пятидесятые и все такое.


          "Чип спроектирован, чтобы выдерживать сверхнизкие температуры" — это просто бред. Я похожими вещами занимался, и в курсе, какие там проблемы со стабильностью чипа при низких температурах (никаких), с дефазировкой кубитов (отсюда и 20 милликельвин), и с соединениями между этими кубитами (в этом и новизна чипа).

          • 0
            Состояния кубитов, скорее — могут быть «композициями» его состояний.
            Т.е. некоторой «смесью» состояний, которые, при распаде квантовой неопределённости — принимают конкретные значения с соответствующей этому состоянию вероятностью.
          • –2
            Не такой уж и бред. Я так полагаю, что имеется в виду список фиксированных значений, который зависит от технической реализации кубита. И причем здесь аналоговые компьютеры, если сейчас везде цифровые, которые пользуются той же двоичной логикой?
            • –1
              А вам не кажется, что между аналоговым и квантовым компьютерами все-таки есть небольшая разница?


              Соппсна, «квантовый компьютер» есть некоторый аналог именно аналоговой машины, а не компьютера. Правда не все это понимают. паходу.
              • –1
                По-моему, здесь противопоставление некорректное. Аналоговую машину нужно противопоставлять цифровой. Аналоговая машина, в отличие от цифровой, является не перепрограммируемой, а перенастраиваемой, насколько я понимаю. А в цифровой машине результат действий меняется при изменении даже исключительно кода. И те же полупроводниковые машины могут быть как аналоговыми, так и цифровыми.
                А здесь идет противопоставление полупроводниковых машин и квантовых. Полупроводник имеет два значимых состояния — электрон и дырка, а квантовый бит имеет таких состояний больше. Современные полупроводниковые машины практически все являются цифровыми. Наверное, можно сделать аналоговую квантовую машину, но можно и цифровую?
                • 0
                  «Цифровой компьютер» не содержит алгоритм своего функционирования — программу — в своей структуре, т.е. в порядке соединения его элементов и т.д. Ну т.е. некоторый «базовый» алгоритм функционирования у него имеется — «выбрать команду — исполнить команду — перейти к следующей» и т.д. — но это «основа», из которой строится его «реальный» алгоритм.
                  «Аналоговый компьютер» содержит алгоритм своего функционирования в схеме соединения своих элементов — «операторов» — или чтотам.

                  Квантовый компьютер, насколько я знаю — реализует алгоритмы через соединение своих элементов — т.е. он, как раз куда ближе к аналоговому в этом смысле.

                  Есть цифровые системы подобного устройства — ПЛМки и их развитие — но в отличие от последних, квантовый компьютер реально решает поставленную задачу через кубиты. Т.е. сами кубиты есть некие «решатели», относительно сложно функционирующие и обеспечивающие получение осмысленного решения за счёт правильной «настройки» — что тоже сближает их с «операторами» АВМ.
                  • 0

                    Собственно, я именно про это и говорю — слава богу, что вы не журналист.

                    • 0
                      А здесь идет противопоставление полупроводниковых машин и квантовых.
                      Не обязательно, судя по всему Intel работает и над другим типом кубитов. Вот тут пишут
                      Intel also is working on another technology called spin qubits that makes use of more traditional semiconductor technologies to create what is, in essence, the quantum transistor for this very funky and very parallel style of computing.
                • 0
                  Вот здесь пытался популярно объяснить, чем квантовые биты отличаются от обычных («монетки», о которых там говорится, это и есть кубиты)
                  dxdy.ru/topic119493.html
                  Простой качественный опыт, не надо знать почти никакой математики.
                  • +1
                    > 20 миликельвин. В компании отмечают, это в 250 раз холоднее, чем в космосе
                    Откуда пошла такая мода писать про маленькую температуру «в разы ниже»? Не в разы, а всего на несколько градусов. Ну давайте тогда писать «2 миллиметра, что аж в 500 раз меньше метра»
                    Кстати, почему они приняли" температуру космоса" за 5 кельвинов?
                    • 0

                      Традиции американской журналистики, для которой консервативность подчас важнее здравого смысла. Сравнение всего и вся с толщиной человеческого волоса — из этой же оперы.

                      • 0
                        «Мода» скорее всего идёт из-за третьего начала термодинамики и проблем с охлаждением вблизи абсолютного нуля. Если пытаться описывать положение в терминах вроде «всего на несколько градусов ниже», то можно запросто залететь в нефизическую область ниже абсолютного нуля, хотя бы из-за упомянутой путаницы c «температурой космоса».
                        • 0
                          Откуда пошла такая мода писать про маленькую температуру «в разы ниже»?

                          Всё просто. Это потому, что температура 0К недостижима.
                        • +5
                          В компании отмечают, это в 250 раз холоднее, чем в космосе

                          Ох уж этот ужасный космический холод.
                          • 0
                            Все еще не понятно, насколько квантовый 17-кубитный компьютер лучше подходит для моделирования многомерных процессов. Хотелось бы увидеть условную сравнительную таблицу: нетбук, специализированная рабочая станция, суперкомпьютер, квантовый компьютер. Возможно в попугаях он значительно длиннее?!
                            • 0
                              Попросите QuTech выпустить сравнительный анализ сопоставимых железок, когда те получать свой девайс.
                              • 0
                                17 кубит — достаточно мало для адекватной реализации какого-либо алгоритма, поэтому о преимуществах перед классическим компьютером говорить пока рановато.
                              • +3
                                Вот тут как раз совершенно офигительный свежий подкаст со Стивом Джурветсоном про текущее положение дел с квантовыми компьютерами и про D-Wave: https://after-on.com/episodes/005
                                • –1
                                  Этот чип оперирует настоящими кубитами, где есть квантовая запутанность на физическом уровне или это хардварный эмулятор на традиционных транзисторах?

                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                  Самое читаемое