Квантовий комп’ютер – майбутнє чи сьогодення?

У 2017 або 2018 році компанія Google сподівається здійснити обчислення, які знаходяться далеко за межами можливостей усіх найпотужніших “класичних” суперкомп’ютерів — невловимий рубіж, відомий як квантова перевага. Їхні конкуренти, корпорація Microsoft, робить ставку на інтригуючий, але неопробований підхід, топологічні квантові обчислення, і сподівається провести першу демонстрацію технології.

Ситуація серед квантово-обчислювальних стартапів також загострюється. Крістофер Монро, спів-засновник стартапу IonQ у 2015 році планує отримати серйозну роботу по даному напрямку в цьому році.

Фізик Роберт Щелкоф в Єльському університеті в Нью-Хейвені, штат Коннектикут, який був одним із засновників стартапу квантових кіл, і колишній прикладний фізик IBM Чад Рігетті (Rigetti), який створив Rigetti (Rigetti Computing) в Берклі, Каліфорнія, кажуть, що вони очікують найближчим часом досягнути найважливіших технічних показників.

Найбільший квантовий комп’ютер, до складу якого входять спіймані у пастку іони (trapped ion) має 20 кубітів. Пристрій проходить випробування в науковій лабораторії, очолюваній Райнер Блатт в університеті Інсбрука в Австрії.

В 2016 році, Райнер Блатт і дослідна група Петера Цоллера здійснили квантову симуляцію калібрувальної решіткової теорії (lattice gauge theories) на квантовому комп’ютері, що працює на основі спійманих іонів. Калібрувальні теорії описують взаємодію елементарних частинок, таких як кварки і глюони. Вони є основою для розуміння фундаментальних процесів.

“Динамічні процеси, наприклад, при зіткненні частинок або спонтанне народження пари частинки-античастки, вкрай важко дослідити”, – пояснює Мучік Крістін, фізик-теоретик IQOQI. “Тим паче, вчені швидко досягають крайньої межі при обробці чисельних розрахунків на класичних комп’ютерах. З цієї причини, було запропоновано моделювати ці процеси з допомогою програмованих квантових систем”.

квантовий комп'ютер

Два провідних підходи до побудови квантових комп’ютерів це надпровідні контури (superconducting loops) та спіймані у пастку іони (trapped ion).

Щелкоф посприяв початку використання квантових комп’ютерів на основі надпровідних контурів, які у свою чергу були прийняті Google, IBM, Rigetti. Такий підхід передбачає кодування квантових станів в якості коливальних струмів в надпровідних контурах.

IonQ та кілька великих наукових лабораторій, кодують кубіти простим утримуванням іонів електричним і магнітним полями у вакуумних пастках.

Джон Мартініс, який працював в університеті Каліфорнії в Санта-Барбарі, доки не був найнятий Google разом із своєю дослідницькою групою в 2014 році, говорить про те, що зрілість надпровідникових технологій спонукала його команду поставити сміливі цілі щодо квантової переваги (quantum supremacy). Команда планує досягнути їх за допомогою “хаотичного” квантового алгоритму, який виробляє те, що виглядає як випадковий вихід. Якщо алгоритм виконується на квантовому комп’ютері зробленому з кількох кубітів, класична машина може передбачити його вихід. Але після того, як квантова машина отримує близько 50 кубітів, навіть найбільші класичні суперкомп’ютери не встигатимуть цього робити.

IonQ спрямована на створення машин, що працюють на основі спійманих у пастки іонів із 32 або навіть 64 кубітами. Іонна-пасткова технологія дозволить їхнім розробкам, бути гнучкішими й масштабованішими, ніж би це зробила технологія надпровідних контурів, говорить Джон Мартініс.

На людей, що займаються IonQ звернули увагу важкоатлети індустрії. На сьогоднішній день засновники фірм отримали близько 64 мільйонів доларів у державних науково-дослідних проектах. Після декількох років цькування, засновники IonQ за крок до простору венчурного капіталу, Веллер допоміг зібрати команду з найвпливовіших представників влади і бізнесу. За сприянню Веллера, New Enterprise Associates, вклала 2 млн. доларів, щоб допомогти фірмі розробити затребуваний продукт.

Компанія Microsoft, тим часом, робить ставку на технологію, яка найбільше доведена. Топологічні квантові обчислення залежать від збуджень матерії, що кодують інформацію з намотуванням одне на одного, як косички. Інформація, що зберігається в таких кубітах буде значно стійкішою до зовнішніх збурень, ніж інші технології, і, зокрема, легша для виправлення помилок.

D-Wave Systems ввела на ринок продаж квантових обчислювальних систем. Вони продають адіабатичні надпровідні системи за близько 10 мільйонів доларів.

Перекладено та адаптовано

Оставить ответ

Обязательные поля помечены*

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.