Рубрика «квантовые вычисления»

image

Квантовые вычисления — это самая большая революция в вычислениях со времен… вычислений. Наш мир состоит из квантовой информации, но мы воспринимаем мир как классическую информацию. То есть очень много происходит в небольших масштабах, недоступных нашим нормальным чувствам. Как люди, мы эволюционировали, чтобы обрабатывать классическую информацию, а не квантовую информацию: наш мозг запрограммирован на то, чтобы думать о саблезубых кошках, а не о кошках Шредингера. Мы можем достаточно легко закодировать нашу классическую информацию с помощью нулей и единиц, но как насчет доступа к дополнительной доступной информации, из которой состоит наша Вселенная? Можем ли мы использовать квантовую природу реальности для обработки информации? Конечно, иначе нам пришлось бы закончить этот пост здесь, и это нас всех не удовлетворило бы. Давайте исследуем возможности квантовых вычислений, а затем приступим к написанию собственного квантового кода.

Отправной точкой для изучения квантовых вычислений является понимание того, что, хотя многие принципы противоречат здравому смыслу, классическая вселенная, которую мы знаем и любим, — всего лишь тень квантовой ткани реальности. Часть того, чтобы привыкнуть к кванту, — это привыкнуть к ограничениям нашего собственного восприятия. Это ограничение аналогично рисованию трехмерного объекта на двухмерном листе бумаги. Взгляните на каркас ниже. Он может представлять собой либо коробку (мы можем проиллюстрировать это стаканом сверху), угол (мы можем поместить бутылку внутрь, чтобы мы увидели угол).

image

Мы вынуждены видеть либо одно, либо другое, а не то и другое одновременно. Читать полностью »

В 1950-х годах аспирант Массачусетского технологического института убеждал инженеров создавать компьютеры с использованием сверхпроводящих магнитных переключателей вместо ламп или транзисторов.

Изобретение Бака пережило творца. Более того, оно живо и по сей день: криотрон лежит в основе проектов IBM по созданию сверхпроводящих кубитов.

Тем не менее, десятилетия работы над криотроном затерялись на страницах истории компьютеростроения. Многие современные инженеры даже не слышали об этой технологии. Давайте поговорим о работе Бака и его ныне забытом криотронном компьютере.

Забытый криотронный компьютер Дадли Бака - 1

Читать полностью »

Julia и квантовые вычисления - 1

Мы представляем Yao (статья), пакет с открытым исходным кодом Julia для решения практических задач в исследованиях квантовых вычислений. Имя Yao происходит от первого китайского иероглифа, означающего унитарность (幺正).

Читать полностью »

Группа физиков из Австралии, Сингапура и Китая разработала технологию управления квантовым состоянием фотонов в вакуумном шуме. В перспективе решение увеличит точность квантовых вычислений.

Рассказываем, как устроена «самое тихое» система. Также поговорим о другом научном проекте — его участникам, наоборот, удалось сгенерировать самый громкий звук на планете.

Какая система будет самой громкой, а какая даст «абсолютную» тишину: два любопытных научных проекта - 1Читать полностью »

image План статьи:
1. Инфоповод – неожиданное заявление IBM на CES 2020.
2. А что же мы ожидали?
3. Технология квантовых компьютеров IBM развивается быстрее планов (в действительности – нет).
4. Возникновение новых отраслей прямо сейчас.
5. Мы угадали момент, вот наши книги для вас.

Традиционно на первой неделе января в Лас-Вегасе проходит крупнейшая международная выставка CES, где все ведущие технологические компании мира анонсируют львиную долю передовых разработок. Не исключение и IBM, неожиданно объявившая о первом коммерческом использовании своего новейшего квантового компьютера. Партнёром оказался автоконцерн Daimler. Его деятельность по разработке электромобилей потребовала произвести высокоточные вычисления для симуляций характеристик молекул (литий-сера), которые планируется взять за основу нового поколения автомобильных твердотельных аккумуляторов. Лидеры этого рынка в данный момент связывают ближайший большой скачок отрасли электрического транспорта именно с технологией твердотельных литиевых аккумуляторов. Использование для расчётов квантового компьютера оказалось более привлекательным, чем традиционные высокопроизводительные вычисления на суперкомпьютерах. И вот почему это прекрасно.

Читать полностью »

Как работают квантовые компьютеры. Собираем паззл - 1

Квантовые компьютеры и квантовые вычисления — новый баззворд, который добавился в наше информационное пространство наряду с искусственным интеллектом, машинным обучением и прочими высокотехнологическими терминами. При этом мне так и не удалось найти в интернете материал, который бы сложил у меня в голове пазл под названием “как работают квантовые компьютеры”. Да, есть много прекрасных работ, в том числе и на хабре (см. Список ресурсов), комментарии к которым, как это обычно и бывает, еще более информативны и полезны, но картинка в голове, что называется, не складывалась.

А недавно ко мне подошли коллеги и спросили “Ты понимаешь как работает квантовый компьютер? Можешь нам рассказать?” И тут я понял, что проблема со складыванием в голове целостной картинки есть не только у меня.

В результате была сделана попытка скомпилировать информацию о квантовых компьютерах в непротиворечивую логическую схему, в которой бы на базовом уровне, без глубокого погружения в математику и структуру квантового мира, объяснялось что такое квантовый компьютер, на каких принципах он работает, а также какие проблемы стоят перед учеными при его создании и эксплуатации.

Читать полностью »

Демистификация принципов квантовых вычислений - 1

«Думаю, я смело могу сказать, что квантовую механику никто не понимает», — Ричард Фейнман

Тема квантовых вычислений всегда привлекала технических писателей и журналистов. Ее потенциал в области вычислений и сложность придали ей некий мистический ореол. Слишком уж часто тематические статьи и инфографика подробно описывают всевозможные перспективы этой отрасли, при этом едва затрагивая вопросы ее практического применения: это может ввести в заблуждение не слишком внимательного читателя.
Читать полностью »

Пару дней назад в сеть утек черновик статьи от Google о достижения ими квантового превосходства в сверхпроводящем квантовом компьютере. Сам текст быстро убрали, а вокруг него множатся слухи и предположения, в том числе и ошибочные. Автор поста — профессор Скотт Ааронсон — один из главных специалистов по квантовым алгоритмам, и ведет отличный блог. В последнем посте он отвечает на главные вопросы о квантовом превосходстве.

Превосходный FAQ о квантовом превосходстве от Скотта Ааронсона - 1
Читать полностью »

image

Несмотря на постоянные усовершенствования и постепенный прогресс в каждом новом поколении, в индустрии процессоров уже долгое время не происходит фундаментальных изменений. Огромным шагом вперёд стал переход от вакуума к транзисторам, а также переход от отдельных компонентов к интегральным схемам. Однако после них серьёзных сдвигов парадигмы такого же масштаба не происходило.

Да, транзисторы стали меньше, чипы — быстрее, а производительность повысилась в сотни раз, но мы начинаем наблюдать стагнацию…

Это четвёртая и последняя часть серии статей о разработке ЦП, рассказывающей о проектировании и изготовлении процессоров. Начав с высокого уровня, мы узнали о том, как компьютерный код компилируется в язык ассемблера, а затем в двоичные инструкции, которые интерпретирует ЦП. Мы обсудили то, как проектируется архитектура процессоров и они обрабатывают инструкции. Затем мы рассмотрели различные структуры, из которых составлен процессор.

Немного углубившись в эту тему, мы увидели, как создаются эти структуры, и как внутри процессора совместно работают миллиарды транзисторов. Мы рассмотрели процесс физического изготовления процессоров из необработанного кремния. Узнали о свойствах полупроводников и о том, как выглядят внутренности чипа. Если вы пропустили какую-то из тем, то вот список статей серии:

Часть 1: Основы архитектуры компьютеров (архитектуры наборов команд, кэширование, конвейеры, hyperthreading)
Часть 2: Процесс проектирования ЦП (электрические схемы, транзисторы, логические элементы, синхронизация)
Часть 3: Компонование и физическое производство чипа (VLSI и изготовление кремния)
Часть 4: Современные тенденции и важные будущие направления в архитектуре компьютеров (море ускорителей, трёхмерное интегрирование, FPGA, Near Memory Computing)
Читать полностью »

Мощность квантового компьютера измеряется в кубитах, базовой единице измерения в квантовом компьютере. Источник.
Я делаю фейспалм после каждого прочтения подобной фразы. До добра это не довело, начало садиться зрение; скоро придется обращаться к Meklon.

Думаю, пора несколько систематизировать основные параметры квантового компьютера. Их несколько:

  1. Количество кубитов
  2. Время удержания когерентности (время декогеренции)
  3. Уровень ошибок
  4. Архитектура процессора
  5. Цена, доступность, условия содержания, время амортизации, инструменты программирования, и т.д.

Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js