IBM Research анонсировали 50-кубитный квантовый компьютер

    На саммите Института инженеров электротехники и электроники (IEEE) компания IBM анонсировала разработку 50-кубитного квантового компьютера. Квантовые компьютеры выполняют определенный спектр задач с невероятной скоростью. А машина с 50-кубитами, по оценкам Google, способна превзойти по производительности самые мощные суперкомпьютеры.


    / фото IBM Research CC

    На сегодняшний день этот компьютер является самой производительной квантовой машиной. Но о её массовом распространении и выходе на коммерческие рынки говорить не приходится. По словам представителей компании, новая система требует особых условий для работы.

    Профессор Эндрю Чайлдс (Andrew Childs) из Мэрилендского университета отметил, что в IBM еще не опубликовали технические подробности новой машины, поэтому судить о её производительности пока рано. Чайлдс добавил, что увеличение числа квантовых разрядов не всегда приводит к росту вычислительной мощности. Кубиты могут накладывать помехи друг на друга, что сказывается на «тесноте» их связей.

    Помимо 50-кубитной машины, IBM на конференции представили публике свою 20-кубитную квантовую вычислительную систему, к которой можно будет получить доступ из облака (IBM Q). В компании отмечают, что пользователи смогут начать работу с системой уже в конце этого года, а в начале 2018 она получит серию апгрейдов.

    В следующем году ИТ-гигант планирует продолжить улучшать свои устройства: повышать качество кубитов и соединений, понижать процент ошибок вычислений. Например, за последние 6 месяцев ученым удалось продлить время жизни кубитов до 90 мкс, что два раза больше, чем у предыдущих «облачных» 5- и 16-кубитных компьютеров.

    Развитие экосистемы


    IBM также продолжают развивать квантовую экосистему, разрабатывая программные инструменты с открытым кодом, приложения и обучающие материалы для сообщества. Уже более 60 тыс. клиентов воспользовались возможностями IBM Q и провели 1,7 млн экспериментов. На их основании были написаны 35 публикаций. Среди зарегистрированных участников числятся 1500 университетов, 300 школ и 300 частных организаций. В IBM убеждены, что это важно для развития квантовых вычислений.

    Чтобы помочь другим ученым, IBM ранее в этом году представили проект QISKit — пакет разработки программ для квантовых компьютеров. QISKit позволяет запускать приложения на реальных квантовых процессорах IBM или симуляторе. В последних обновлениях пакета появились инструменты для визуализации состояний квантовой системы и компилятор.

    Профессор Принстонского университета Эндрю Хоак (Andrew Houck) говорит, что благодаря этому сервису его студенты запускают квантовые алгоритмы на реальных квантовых машинах. По его словам, это значительно повысило интерес к занятиям. А Мэтт Джонсон (Matt Johnson), генеральный директор QC Ware, отмечает, что QISKit помогает им понять, какие юзкейсы для квантовых алгоритмов могут быть востребованы в будущем.

    Будущее технологии


    IBM Research серьезно продвинулись в своих исследованиях с момента создания первого квантового компьютера. Но не только они участвуют в «квантовой гонке». Google и Intel также разрабатывают собственные решения. Еще один игрок в этой сфере — стартап Rigetti из Сан-Франциско. А канадская компания D-Wave уже продает компьютеры, основанные технологии квантового отжига, которые купили НАСА и Google.

    В будущем квантовые компьютеры обещают стать главной вычислительной силой в решении ряда проблем, например, задач оптимизации или химических симуляциях. Ожидается, что квантовые вычисления позволят создавать новые типы лекарств и материалов, а также быстро находить решения для задачи коммивояжера и задачи о максимальном разрезе.

    P.S. А вот еще несколько материалов из нашего корпоративного блога:

    ИТ-ГРАД 234,58
    vmware iaas provider
    Поделиться публикацией
    Комментарии 25
    • +7
      В будущем квантовые компьютеры обещают стать главной вычислительной силой в решении ряда проблем, например, задач оптимизации или химических симуляциях

      А также ломать криптографию. :)

      • 0
        На фото прошивают ПЗУ на ферритовых кольцах?
        • +2

          Судя по схеме https://www.research.ibm.com/ibm-q/learn/what-is-quantum-computing/images/Quantum_Leap_Supercomputer_Graphic_Online_Final_V11.jpg
          из http://www.research.ibm.com/ibm-q/learn/what-is-quantum-computing/
          это кольца сверхпроводниковых коаксиальных линий (СВЧ?), являющихся "шлейфом" между двумя усилителями. Первый из них находится в объеме, охлажденном до 15 милликельвинов, линии проходят через стадии 100 и 800 милликельвин и подключаются к усилителю при температуре 4 кельвина.
          Такие коаксиальные кабели (Superconduction coxial cable for cryogenic) имеют очень низкую теплопроводность (в сотни-тысячи раз меньше ниобия и меди) и пропускают сигналы частотой до десятков ГГц.


          Superconduction coaxial lines: In order to minimize energy loss, the coaxial lines that direct signals between the first and second amplifying stages are made out of superconductors.

          Похожие линии используются и для ввода СВЧ сигналов в квантовый чип, и вместе с каждым снижением температуры приходится ослаблять сигналы (возможно, слишком мощный входной сигнал перегреет чип с кубитами):


          Input Microwave Lines: Attenuation is applied at each stage in the refrigerator in order to protect qubits from thermal noise during the process of sending control and readout signals to the processor.
          • 0
            Спасибо… Но я надеялся, что в контексте квантовых компьютеров слова о ферритовых ПЗУ достаточно очевидно являются шуткой без дополнительных пояснений.
        • 0
          Тоесть ждем невиданной коррекции сложности биткойна )
          • 0
            Пока подождем разложения чего-то вроде 1575633377564413 на простые множители.
            • +1
              Это простое число.
              • 0

                Я читал, что на квантовом компьютере уже разложили 15 на 5 и 3.


                https://ria.ru/science/20160303/1383873480.html


                Как отмечает ученый, экспериментальный прототип такой системы из пяти кубитов раскладывал число 15 на 5 и 3 с точностью, превышающей 99%

                Сколько понадобится кубитов для факторизации 2048-битных чисел (и что будет с точностью)?

          • +1
            IBM Research анонсировали 50-кубитный квантовый компьютер
            Они только анонсировали разработку, а Лукин и его команда 4 месяца назад уже создали 51 кубитный… отстают товарищи.
            • 0

              Про 51 кубит Лукина были подробности в N+1, из них еще не собирается универсальный квантовый компьютер https://nplus1.ru/material/2017/07/18/51-qubit-text


              Созданная Михаилом Лукиным и его коллегами система работает сейчас как квантовый симулятор — она моделирует системы, подобные самой себе.
              • +1
                А разве IBM анонсировала 50-кубитный универсальный компьютер?
                По моему, на данный момент все квантовые компьютеры являются очень крутыми симуляторами и одновременно очень плохими универсальными. Это о компьютере Лукина:
                Созданная Михаилом Лукиным и его коллегами система работает сейчас как квантовый симулятор — она моделирует системы, подобные самой себе. Однако стоит заметить, что на отдельных парах ридберговских атомов физикам уже удавалось создавать логические CNOT-вентили, используемые для создания запутанности. Поэтому можно говорить о том, что в новой системе можно реализовать некоторые простейшие алгоритмы (к примеру, алгоритм Дойча, или алгоритм Шора для очень маленьких чисел).

                Плюс
                Главная и важнейшая особенность нового вычислителя — возможность напрямую адресоваться к каждому из 51 кубита. Существуют и более сложные ансамбли атомов, в которых наблюдаются запутанные квантовые состояния (недавно мы рассказывали о 16 миллионах атомов, запутанных взаимодействием с одним фотоном), а квантовое моделирование выполняли и на более чем сотне холодных атомов. Но во всех этих случаях у ученых не было возможности точно контролировать систему. Именно поэтому новая система называется полностью программируемым квантовым компьютером.


                Я одно время довольно глубоко погрузился в тему определения, что такое «квантовый компьютер». Так вот, мой вывод такой — сейчас квантовым компьютером называют всё что не лень :) По факту, даже кастрюлю с кипящей водой можно назвать квантовым компьютером ибо есть все составляющие:

                — Вода состоит из молекул, молекулы из атомов, атомы из элементарных частиц, а взаимодействие любых эл-х частиц определяется на квантовом уровне квантовыми эффектами.

                — Если задача нашего квантового вычислителя — смоделировать поведение пельменей в кипящей воде, то мы в начале укладываем пельмени (т.е. вводим начальные значения в наш компьютер), далее заливаем осторожно воду, чтобы не испортить наши начальные значения, и затем запускаем вычисление — включаем подогрев кастрюли. Всё, через N минут останавливаем вычисления (выключаем подогрев) и фотографируем текущее положение пельменей в кастрюле — это и есть результат работы нашего компьютера по алгоритму моделирования поведения пельменей в кипящей воде. Ни один классический супер компьютер существующий на сегодняшний день не сможет смоделировать каждый атом воды и его поведение/взаимодействие с другим атомами (даже просто памяти не хватит что бы хранить информацию о каждом атоме), а наш — смог!

                Если укладывать пельмени определенным образом и знать закономерности их влияния друг на друга (слипшиеся поднимаются медленнее чем не слипавшиеся), то можно в начальных значениях задать некоторое логическое условие, которое будет выполнять некоторые логические действия, т.е. выполнять вычисления как и классический компьютер, правда… особо полезных вещей на пельменях не повычисляешь (довольно затратно выйдет), но в принципе можно…

                Вывод — мы построили крутой квантовый компьютер.
                Кто не согласен? ;)
                • +1

                  … И если положить в него 15 слипшихся пельменей, то будет выполнена факторизация их на 3 и 5, но точность в 100% может быть достигнута только при температуре в 0К..

              • 0
                Так под этой статьёй приведена ссылка на статью от января 2017 года: D-Wave Systems продали свой первый 2000-кубитный квантовый компьютер. 2000 против 50. А тут подаётся 50-кубитный как большое достижение. Хотя возможно, там ещё разница в архитектуре систем.
            • 0
              Может ли освоение Луны и размещение там квантовых компьютеров упростить их устройство? Там ведь не нужны сложные системы охлаждения до близких к 0К температур. А доступ к лунному вычислительному облаку можно получить и удалённо.
              • 0
                В смысле не нужны? Там же по идее еще сложнее тепло отводить будет.
                • 0
                  Спрятать от солнечных лучей, и использовать радиаторы и/или капельные холодильники-излучатели. А если/когда создадут коммерческие квантовые компьютеры с рабочей температурой близкой к температуре поверхности Луны ночью (-153 °C), отводить тепло станет ещё проще (конвекцией на грунт).
                  • 0
                    Радиаторы в вакууме — это слабо работает. Можете засыпать радиаторы мелкими кристаллами затвердевшего углекислого газа, а получать его на ночной стороне Луны.
              • 0
                Кроме нахождения множителей непарного числа (условно говоря — числа 15) комп на 20 кубит какие-то полезные задачи решать может? Хотя на 20 кубит разложить что-то побольше сможет, хотя бы у 63 найти какой-то множитель.
                • 0
                  Комп на 20 кубит позволит первопроходцам разрабатывать и тестировать алгоритмы и SDK. Как результат, если(/когда) появиться комп на 2000 кубитов, мир не будет размахивать руками и говорить «мы не знаем как этим пользоваться» :)
                • 0
                  Выглядит как машина Шурика из «Иван Васильевич меняет профессию» )

                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                  Самое читаемое