В большинстве экспериментов с кубитами время их когерентности длится микросекунды или миллисекунды, тогда как новое исследование подтвердило сохранение когерентности более чем 5 секунд, чего уже достаточно для массы квантовых вычислений.
Кубит с добавленным электроном сохраняет квантовое состояние и даёт сильнейший отклик при считывании — до 10 тыс. раз сильнее, что делает операции чтения устойчивыми к помехам.
Фактически это привнесение квантовых расчётов в привычный нам цифровой мир нулей и единиц, что даёт надежду на относительно скорый прорыв в создании универсальных квантовых компьютеров и квантового интернета.
Re[6]: Квантовые компьютеры, перспективы .. часть 3
Здравствуйте, Nuzhny, Вы писали:
N>Никто не спорит. Просто не вижу причины радоваться заявлениям маркетологов. Я хочу посмотреть на реально полезный кейс.
Использование исключительно квантового компьютера для решения такого рода задач потребовало бы слишком большого количества кубитов — современные квантовые машины не располагают такими мощностями. Ученые могут проводить эти расчеты на классических компьютерах при помощи аппроксимаций, однако в таком случае из сферы внимания выпадают важные квантовые эффекты. Поэтому команда физиков решила разделить вычисления между разными системами, классической и квантовой.
Квантовые расчеты велись на IBM Q, оперирующим сотней кубитов.
Осенью прошлого года IBM представила новое поколение микросхем для квантовых вычислений. Процессор Eagle на 127 кубитов поддерживает интеграцию в прототипы квантовых компьютеров IBM и это первый квантовый процессор, результаты работы которого нельзя проверить классическим способом.
Здравствуйте, Nuzhny, Вы писали:
N>Я хочу посмотреть на реально полезный кейс.
а сколько таких желающих было посмотреть на фейсбук при изобретении первой микросхемы ? (а то и вообще электричества)
интересный коммент, :D (скептикам)
"Я не думаю, что при создании первой микросхемы (в начале 60х) думали о том, что компьютеры станут персональными, а люди будут общаться в «социальной сети», создавшая которую компания будет стоить $520 млрд."
(ссылка на коммент)
Свойство универсальности гораздо интереснее, чем может показаться на первый взгляд. Если в квантовом компьютере существует универсальный набор вентилей, то любое преобразование, которое допускают законы квантовой физики, можно реализовать с его помощью. Это значит, что с помощью универсального набора можно не просто выполнить любую квантовую программу, а имитировать любое физическое явление.
Поэтому свойство универсальности позволяет использовать квантовые компьютеры для моделирования молекул, сверхпроводников и любых странных и прекрасных квантовых систем.
Re[7]: Квантовые компьютеры, перспективы .. часть 3
Здравствуйте, xma, Вы писали:
N>>Я хочу посмотреть на реально полезный кейс. xma>а сколько таких желающих было посмотреть на фейсбук при изобретении первой микросхемы ? (а то и вообще электричества)
Да никто не хотел смотреть на Фейсбук, который будет убивать время многих миллионов людей.
Но если мы говорим про технологии, то это вполне подходящий пример. Когда-то компьютеры были не цифровыми, а аналоговыми, созданными под конкретные задачи, которые их решали очень хорошо и оптимальный, чем цифровые. Но цифровые победили из-за универсальности. Был ли вокруг них такой хайп, как у квантовых? Кажется, что нет.
Тут же десятилетия больше хайпа, чем пользы. Мне именно это и не нравится, а не сама идея квантовых компьютеров.
Не интересно слушать продажников.
Re[8]: Квантовые компьютеры, перспективы .. часть 3
Здравствуйте, Nuzhny, Вы писали:
N>Но цифровые победили из-за универсальности. Был ли вокруг них такой хайп, как у квантовых? Кажется, что нет.
хайповать то тогда негде было — фейсбучков с твиттерами ещё не было .. (как и вообще интернета), а газетёнки и научпоп — особенно на Западе, думаю что вполне себе хайповали ..
N>Тут же десятилетия больше хайпа, чем пользы. Мне именно это и не нравится, а не сама идея квантовых компьютеров. N>Не интересно слушать продажников.
не будет хайпа -> не будет инвестиций/специальностей в ВУЗ'ах (и как следствие — самих учёных, или как минимум рабочих мест для них) -> не будет квантовых компьютеров .. (или как минимум, прогресс сильно замедлится)
Здравствуйте, Nuzhny, Вы писали: N>Тут же десятилетия больше хайпа, чем пользы.
а как по твоему прогресс в области КК должен идти ? типа выкатили 2 кубита, потом сразу тысячу, и через пару лет — миллион ?
так то прогресс щаз в КК прёт на уровне кремниевых, а в последнее время может даже и быстрее .. (по части удвоения транзисторов/кубитов, соответственно)
Компания уже протестировала систему, которая составила графики работы персонала всего за 30 минут, тогда как обычно этот процесс занимает несколько дней.
Помимо оптимизации работы персонала, система может также сократить количество сотрудников, необходимое для управления поездами, на 15%.
Hitachi надеется вывести систему на рынок уже в 2022 финансовом году, предложив её как в Японии, так и за рубежом.
и это ещё — квазиквантовые, то ли дело будет — с квантовыми .. (на универсальных вычислителях)
ну что, скептики, лёд тронулся ?
Re[5]: Квантовые компьютеры, перспективы .. часть 3
Здравствуйте, Nuzhny, Вы писали:
N>Здравствуйте, xma, Вы писали:
xma>>да там — специфичные задачи, а вообще в тех же шахматах — если никак не можешь обыграть квантовый компьютер, значит он работает .. xma>>как говорится — вам шашечки или ехать ?
N>Просчитал параметры фюзеляжа самолёта, построил — самолёт упал. Значит, квантовый компьютер ошибся. Не упал — не ошибся? Или ошибся, но не так сильно?
Просчитать что предложенная конструкция имеет достаточную прочность / устойчивость — хватает мощности обычных компов. Даже "на руках" можно оценить.
Проблемы начинаются когда нужно оптимизировать профиль крыла, и провести под тысячу расчетов, для разных условий, для каждого промежуточного варианта крыла...
Как проверить, что нашли действительно оптимальный вариант — сравнить с тем, что нашел обычный комп по "эмпирическим" алгоритмам. Если результат КК — хуже, то на помойку его. Если лучше — не все ли равно, что недостаточно идеален?
Вообще, проверить что найденное решение является решением системы уравнений — много проще чем найти это решение.
За строительными программами, вообще "на руках" решение проверяют, прежде чем подпись поставить.
Re[6]: Квантовые компьютеры, перспективы .. часть 3
Компания Intel совместно с нидерландским исследовательским центром QuTech добилась промышленного уровня производства квантовых процессоров на кремниевых кубитах. Прорыв совершён на предприятии компании Intel D1 в Хиллсборо, штат Орегон. Процессоры производятся с использованием классических КМОП техпроцессов на 300-мм подложках с высочайшим уровнем выхода годных чипов — более 95 %.
Я не совсем понял, что это за процессоры такие. В чем их преимущество?
Здравствуйте, BlackEric, Вы писали:
BE>Я не совсем понял, что это за процессоры такие. В чем их преимущество?
квантовые то ?
там можно инициализировать кубиты или "0" или "1", или одновременно "0 и 1" — и вся эта байда благодаря квантовой запутанности будет находится в суперпозиции, т.е. во всех возможных вариантах .. и останется только среди них сделать выборку того что тебе надо ..
Глава IBM Арвинд Кришна считает, что через три года парк квантовых компьютеров компании будет насчитывать тысячи единиц, а их производительность оставит сегодняшние системы далеко позади. Также он полагает, что практические задачи для таких систем уже появились.
Исполнительный директор IBM Арвинд Кришна (Arvind Krishna) заявил, что к 2025 г. корпорация выставит на продажу «тысячи» квантовых компьютеров. По словам главы компании, эти системы будут обладать вычислительной мощностью в 4000 кубитов
Ранее IBM анонсировала квантовые процессоры на 400 и 1000 кубитов, первый из которых, Osprey, планируется выпустить уже в 2022 г.
N>Нам эти кубиты сколько десятилетий обещают, а пока особой пользы не видно.
а тебе скока кубитов надо — "для пользы" ?
N>А сколько денег на них потрачено?
ну в мире конкуренция же — если первыми будет не ОЭСР, тогда это будет КНР .. а доступ к квантовым компьютерам — вскоре станет стратегическим преимуществом, по мере роста числа их кубитов и развития соответствующего ПО и технологий ..
вот например в полупроводниках КНР отстал и теперь ему приходится вваливать баснословные суммы в их развитие, но пока всё равно как то вяленько ..
Японская компания Showa Denko, хорошо известная нам по производству передовых магнитных пластин для жёстких дисков, сообщила о резком ускорении в разработке передовых полупроводниковых материалов. Время подбора рецептуры новых составов для производства чипов сократилось с десятков лет до десятков секунд, в чём помогли новейшие квантовые технологии вычислений.
Составы современных полупроводниковых материалов очень сложны и включают более 10^50 комбинаций смол, наполнителей и добавок в различных соотношениях.
Даже при использовании новейших моделей машинного обучения на подбор нужного состава может уйти до десяти и более лет.
Вычисления с помощью квантовых алгоритмов позволяют вскрыть все возможные варианты комбинаций в небывало короткие сроки — в течение десятков секунд, а не десятков лет.
..
Это платформа для так называемой квантовой нормализации, которую чаще называют квантовым отжигом. Платформа с помощью привычной КМОП-электроники позволяет решать задачи комбинаторной оптимизации, которая вполне сопрягается с квантовыми алгоритмами.
Исследователи Showa Denko оптимизировали для своих задач модель Изинга. Фактически они доработали собственный ИИ для поиска составов полупроводников для запуска на платформе Fujitsu. Время исследования материалов сократилось в 72 тыс. раз, отмечают в компании.
Более того, ожидается, что оптимальная рецептура, разработанная с помощью модели Изинга, позволит получить полупроводниковые материалы с производительностью на 30 % выше, чем рецептура, разработанная с помощью обычных методов ИИ.
Re[6]: Квантовые компьютеры, перспективы .. часть 3
Не совсем квантовый компьютер "в классическом понимании", но интересный подход.
Метод Digital Annealing ― это так называемый квантовый отжиг или квантовая нормализация. Это как в печке. Зажёг и ждёшь, пока всё сгорит и остынет. Внизу останется то, что не горит ― имеет наименьшее энергетическое состояние.
Digital Annealer позволяет быстро решать сложные комбинаторные задачи
может привести к образованию такого количества вариантов, которое в один миллион раз превышает количество звезд во вселенной. С помощью новой вычислительной архитектуры эту задачу можно решить менее чем за одну секунду.
Например, она позволяет банкам оптимизировать закладку наличных средств в банкоматы. Данная архитектура может мгновенно определить, какие банкоматы должны посетить инкассаторы, вычислить оптимальный маршрут для движения и одновременно с этим рассчитать сумму для закладки в каждый банкомат.
Digital Annealer практически мгновенно находит решения для бизнес-задач
Кроме того, при реализации недавнего проекта по реорганизации собственных складских помещений компании Fujitsu, новая вычислительная архитектура проанализировала данные и предложила пути оптимизации перемещения и размещения продукции. Это позволило сократить расстояние, необходимое для сбора предметов, на 45%, что привело к значительной экономии времени и средств.
В результате, в нынешнем году объём рынка составит около $597 млн, а в 2023-м — $728 млн. В 2024 году цифра достигнет $888 млн.
На протяжении ближайших трёх лет крупнейшим сегментом рынка квантовых вычислений будет оставаться программное обеспечение с долей около 35 %. Ещё примерно 23 % придётся на аппаратные решения.
Скрытый текст
Ключевыми сферами применения квантовых технологий называются финансовый сектор, кибербезопасность и научная область. Среди направлений применения таких вычислений значатся машинное обучение (24 %), оптимизация (19 %), моделирование (19 %), безопасность (14 %) и метод Монте-Карло (9 %).
xma>Платформа с помощью привычной КМОП-электроники
ну это своего рода хак — для использования некоторых возможностей будущих универсальных квантовых компьютеров на адаптированном псевдо квантовом компьютере уже сейчас,
и судя по тому что он выдаёт результат вычислительной сложности в 10^28 — какие то квантовые эффекты там вполне задействованы, поскольку даже на самом мощном 1 Exaflops (10^18 в сек) суперкомпьютере — на выполнение этих вычислений ушли бы минимум сотни лет, а то и тысячи ..
xma>такого количества вариантов, которое в один миллион раз (т.е. в 10^6 — прим.) превышает количество звезд во вселенной.
Предполагается, что количество звезд составляет 10^22.
Компания привела примеры использования своих систем. Так, канадский ритейлер Save-On-Foods уже сократил время по оптимизации работы продуктовых магазинов с 25 часов до 2 минут.
P.S.2:
ну и в целом по поводу квантовых эффектов при реализации "квантовой релаксации (квантовый отжиг)",
В январе 2014 года учёные D-Wave опубликовали статью, в которой сообщается, что с помощью метода кубитовой туннельной спектроскопии ими было доказано наличие квантовой когерентности и запутанности между отдельными подгруппами кубитов (размером 2 и 8 элементов) в процессоре во время проведения вычислений.
Например, квантовый алгоритм для факторизации простых чисел [см. здесь] мог бы в бесшумных условиях разложить 2000-битное число, используя приблизительно 4000 кубитов и, при частоте 16 ГГц, этот процесс занял бы около одного дня работы.
Если частоту ошибок принять за 0,1%, этот же алгоритм, использующий код поверхности для исправления ошибок среды, потребует нескольких миллионов кубитов и такого же количества времени [см. здесь].
2000-битное число — это где то 10^600 ..
для тех кто "с бодуна" — миллиард это 9 нолей, миллион — 6 нолей, а тут 600 нолей ..
P.S.:
вот ещё любопытно,
"В статье Райхера и его коллег [см. здесь] выявлено представление о шкале времени расчетов электронных структур в квантовом компьютере. Авторы рассмотрели кофактор FeMo фермента нитрогеназы, механизм фиксации азота которого до сих пор не изучен и является слишком сложным, чтобы его можно было изучить с помощью современных вычислительных подходов.
Минимальный базовый расчет FCI для FeMoCo потребует нескольких месяцев и около 200 миллионов кубитов наивысшего класса существующего сегодняшний день.
Тем не менее, эти оценки должны измениться с быстрым развитием технологий. За 3 года, прошедшие после публикации, алгоритмические достижения уже снизили временные требования на несколько порядков [см. здесь]."
ну щаз вроде ошибки в кубитах значительно уменьшили с 2020 года, плюс новые алгоритмы их коррекции — так что вероятно кубитов радикально меньше понадобится уже ..
