IT ExpertМир технологийНовинки

В России заработал прототип квантового компьютера

| 02.10.2019

В России заработал прототип квантового компьютера

В НИТУ «МИСиС» заработал прототип квантового компьютера. Устройство на двух кубитах выполнило заданный алгоритм, превысив ранее известный предел точности на 3%. В качестве основы для кубитов были взяты сверхпроводящие материалы.

Кубиты (квантовые биты) – действующая сила квантового компьютера, аналог «битов» у обычного ПК, только куда более совершенный. Главная «фишка» вот в чем – если привычный нам компьютер «мыслит» и считает нулями и единицами, то есть каждый бит информации может быть закодирован либо как «0», либо как «1», то кубит обладает свойством так называемой суперпозиции, способности находиться одновременно в обоих состояниях. Благодаря этому, при таких вычислительных ресурсах, квантовый компьютер сможет обогнать самые мощные вычислительные устройства на целые порядки.

Созданные в НИТУ «МИСиС» кубиты, как рассказали в институте, сделаны из алюминия, имеют размер в 300 микрон и их можно выстраивать нелинейно.

В ходе эксперимента двухкубитный квантовый компьютер решал алгоритм Гровера – алгоритм перебора для функции. Благодаря принципу суперпозиции, в идеальном случае, он может найти правильное значение x в решении этой задачи за одно обращение к функции f(x) с вероятностью 100%. Но не все так просто.

Самая большая трудность на пути к созданию полезного квантового процессора – ошибки. В отличие от классческих компьютеров, которые могут работать годами и всегда выдавать воспроизводимые и предсказуемые результаты, квантовые компьютеры подвержены влиянию шума, который искажает результаты вычислений. Для наглядности – созданный в НИТУ «МИСиС» процессор из двух кубитов слишком мал для решения прикладных задач, но ему удалось «перешагнул» порог 50%-ной вероятности верного ответа, дойдя до 53%, что уже круто.

img

Весь алгоритм состоит из инициализации двух кубитов, четырёх однокубитных операций, двух двухкубитных операций и считывания двух кубитов; ошибки в любой из которых уменьшает вероятность правильного ответа.

Следующие важные шаги на пути к созданию полезного квантового компьютера – это демонстрация уменьшенных до размеров нескольких десятков кубитов версии «полезных» квантовых алгоритмов и демонстрация квантовой коррекции ошибок.

Работы по созданию квантового компьютера в рамках проекта Фонда перспективных исследований ведутся в НИТУ «МИСиС» с 2016 года под руководством Валерия Рязанова, главного научного сотрудника Лаборатории сверхпроводящих метаматериалов университета. Конструкция предполагает использование в качестве основы для кубитов сверхпроводящих материалов.

Чип для квантового компьютера изготавливали в МГТУ им. Баумана, а его проектированием и запуском устройства занимались уже в НИТУ «МИСиС».

Совсем недавно Google удалось реализовать на 53-кубитном сверхпроводниковом квантовом процессоре алгоритм «квантового превосходства». Задача «квантового превосходства» - это наиболее благоприятная именно для квантового компьютера задача, которую при этом очень сложно выполнить на классическом компьютере. То есть это уже ближе в практическую сторону: исследователи смогли сформулировать и решить задачу, которую их процессор может выполнить за минуты, а мощный суперкомпьютер проверял неделями.

Ключевые слова: квантовые компьютеры


Поделиться:

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru

Также по теме

Другие материалы рубрики

Компании сообщают

Мероприятия

13.12.2019 — 15.12.2019
Конференция «Новый год Рождения Клуба»

Переславль-Залесский

17.12.2019
Кибербезопасность: законы, люди, технологии.

Москва, Конференц-центр Newsroom, зал "Цукерберг", Поклонная ул, д.3, корпус Е4

02.04.2020
HotelCIO Exchange

Москва, Отель Бородино