19 мая в 13:53

IBM открыла доступ к новому 16-кубитному квантовому процессору

Через год после того как ученые из IBM открыли доступ к 5-кубитному квантовому процессору, компания запустила более мощную и продвинутую систему. В среду компания вывела 16-кубитный квантовый компьютер онлайн — поработать с ним можно с помощью платформы IBM Cloud, на которой уже были проведены 300 тыс. квантовых экспериментов.

/ фото IBM Research CC

Новый компьютер IBM на 40% мощнее своего 5-кубитного предшественника. Оценка проводилась на основании метрики производительности квантовых вычислений, получившей название «квантовый объем» (Quantum Volume). Она учитывает количество и связность кубитов, а также качество и параллелизм квантовых вычислений.

Квантовые компьютеры оперируют кубитами, работа которых базируется на двух ключевых принципах квантовой физики: суперпозиции и запутанности. Суперпозиция означает, что, в отличие от классических битов, кубиты могут находиться в состояниях 0 и 1 одновременно. Квантовая запутанность же представляет собой явление, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми.

Это приводит к возникновению так называемого квантового параллелизма, когда операции производятся одновременно с нулем и единицей. В такой системе за один проход можно, например, вычислить сразу три суммы: 0+0, 0+1 и 1+1. Это свойство дает ученым возможность разрабатывать принципиально новые алгоритмы вычислений. К примеру, алгоритм Шора оказался экспоненциально быстрее классических алгоритмов разложения чисел на простые множители, а алгоритм Гровера быстрее находит корни булевых уравнений.

Полезные ссылки по теме:


Поэтому чип от IBM обещает предоставить научному сообществу новые исследовательские возможности. По словам представителей компании, квантовые компьютеры окажут значительное влияние на такие сферы, как машинное обучение и моделирование. Кубиты хранят больше информации, чем биты в классических системах, поэтому дают возможность производить определенные вычисления значительно быстрее.

Наиболее перспективным приложением квантовых систем станет область химии. У IBM уже есть методики, позволяющие исследовать симуляцию химических задач с помощью квантовых процессоров. В перспективе компания планирует заняться моделированием сложных молекул и высокоточным предсказанием химических свойств. Квантовые приложения также могут быть использованы для создания новых медикаментов, поскольку смогут моделировать молекулярные и химические реакции.

Параллельно с запуском 16-кубитового компьютера, IBM раскрыла существование еще более мощной системы — прототипа 17-кубитного чипа. Также компания намерена за следующие 5 лет создать 50-кубитную квантовую систему, которая должна будет «обойти» все современные классические компьютеры. Дополнительно IBM собирается объединиться с другими представителями индустрии для работы над созданием приложений, использующих квантовое ускорение.

О компании IBM

IBM — один из крупнейших в мире производителей и поставщиков аппаратного и программного обеспечения, а также ИТ-сервисов и консалтинговых услуг. Компания была основана 16 июня 1911 года. Корпорация IBM ведет свою деятельность практически в каждой стране мира, включая Россию, где компания финансирует научные исследования.

P.S. О чем еще мы пишем в нашем блоге:

Автор: @it_man
ИТ-ГРАД
рейтинг 186,15
vmware iaas provider

Комментарии (13)

  • 0
    Что-то я не верю что там настоящими квантами оперируют.
    • +2

      Вот-вот, и я говорю что весь компьютер похож на огромную бочку пива.

  • –1
    От так еще не много и квантовою криптологию начнут юзать и прощай вся защита симметрического шифрования
  • 0
    16-кубитному квантовому процессору

    Новый компьютер IBM на 40% мощнее своего 5-кубитного предшественника.

    Производительность квантовых систем должна расти намного быстрее.
  • 0

    Уже есть экспериментальное подтверждение того что хотя бы простейшие алгоритмы работают быстрее чем на классическом?

  • 0
    Дожили: компьютер выглядит как холодильник и бойлер
  • 0
    Как бы хотелось узнать — это уже прямо реальный квантовый компьютер, препод по квантам в универе обещал кучу всего даже с одним кубитом, а уже есть целый 5 сколько времени, а прорыва прямо такого что-то не видно — не слышно
    • 0

      А что он вам с одним кубитом-то обещал?


      В мой ноут влезает 29, если хранить вектор (если надо быстро — я бы брал 20), и в два раза меньше (14/10), если оперировать матрицами плотности.


      В ноуте 16 гигов, то есть 16 * 2^30. Обычный complex<double> занимает 16 байт. Но вектор в 30 кубит мы не запихнём в память — накладные расходы есть. То есть максимум берём 29 и 8 гигов, но при этом на одну операцию надо будет эти 8 гигов переворотить. На 20 кубит с вектором — надо всего 16 метров за операцию обработать, это довольно быстро. Матрицы, соответственно, занимают квадратично больше памяти, то есть количество кубит надо для них делить на два.


      На пальцах, вектором complex<double>:


      • 16 ГиБ — 30 кубит вектором, 15 кубит матрицей
      • 4 ГиБ — 28 кубит вектором, 14 кубит матрицей
      • 1 ГиБ ­— 26 кубит вектором, 13 кубит матрицей
      • 256 МиБ — 24 кубит вектором, 12 кубит матрицей
      • 64 МиБ — 22 кубит вектором, 11 кубит матрицей
      • 16 МиБ — 20 кубит вектором, 10 кубит матрицей

      Для того, что обычно имеют ввиду под квантовыми вычислениями нужен вектор, если что.


      Так что вы смело можете считать, что у вас есть, скажем, достаточно быстрый квантовый компьютер кубит на 20 прямо в вашем телефоне.


      Это я не упоминаю суперкомпьютеры ещё.

      • 0
        Квантовый компьютер предполагает квантовый параллелизм и возможность выполнять некоторые задачи за меньше время в отличие от классических решений.
        • 0

          Это так-то так, но меньшее оно алгоритмически по количеству операций.


          Реально же в текущий момент, всё что пока создали — маленькое и медленное (за счёт того, что каждая операция медленная в среднем получается), плюс разваливается довольно быстро.


          Так что даже с 16 кубитами, ваш телефон, даже просто моделируя эту системы (векторами) будет работать быстрее на абсолютно всех задачах.


          Про один кубит я вообще не понял — вектором это два числа. Матрицей — четыре.

          • –1
            Ну да, оно меньше по количеству операций за счет свойств квантового мира, т.е. если это есть — значит уже должны решать быстрее ряд задач — например, поиск по бд должен идти в разы быстрее, разложение на простые множители, но что-то мир молчит об открытиях и потенциальной опасности для шифрования… Вывод: этого еще нет? тогда почему этого нет, ведь квантовый компьютер в силу своей природы умеет это решать, даже при 3 кубитах, т.е. или на квантах чушь преподавали или в недрах ibm не квантовый компьютер… ???!!!
  • –2
    Все поще некуда, для начала напишут софт для расшифровки md5 и sha на лету, а по ночам админы будут майнить криптовалюты))))
    • 0
      В посте есть раздел «Полезные ссылки по теме:», почитайте.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разработка