ПрактикаНовинки

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.

Квантовый компьютер


Поделиться:

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru

Также по теме

Мысли вслух

Их важность «всплыла» именно во время первой волны пандемии, когда оказалось, что часть сотрудников должна получать удаленный доступ к достаточно критичным элементам инфраструктуры организации
К намекам Gartner о том, что пора бы AI перестать тратить и начать зарабатывать, добавляются требования суровой действительности о необходимости быстрой адаптации к изменениям и скорости принятия решений в условиях растущей конкуренции.
Так что же получается, умение через туман будущего увидеть сверкающий маяк желанной цели и показать его другим, чтобы зажечь их сердца и направить их в нужном направлении, – это и есть самый полезный навык, который неподвластен ни времени, ни новым технологиям?

Компании сообщают

Мероприятия