Группа исследователей из Университета Нового Южного Уэльса совершила прорыв в области квантовых вычислений, увеличив производительность своего процессора до ста раз. Это значительный шаг вперед среди множества функций, которые еще предстоит открыть для раскрытия его полного потенциала.
Уже несколько лет эта технология переходит из лаборатории в реальные практические приложения, с целью изучения областей применения и определения сфер, где она будет наиболее полезна. В действительности, уже реализуются интересные проекты, такие как тот, что разрабатывается в Барселоне и финансируется европейскими фондами. В этом случае цель состоит в том, чтобы предоставлять услугу публично и бесплатно организациям и компаниям, которые в ней нуждаются.
Австралийские исследователи обнаружили способ увеличить вычислительную мощность квантовых компьютеров в 100 раз.
Проведенный исследователями эксперимент позволил увеличить диапазон спиновых кубитов с 20 микросекунд до 20 миллисекунд, что в сто раз больше. Стоит отметить, что каждый временной интервал в квантовых вычислениях, каким бы малым он ни был, представляет собой прогресс, поскольку он способствует увеличению скорости передачи данных и операционных процессов.
Долгое время: инженеры-квантовые вычислители установили новый стандарт производительности кремниевых чипов – инженеры UNSW существенно увеличили время хранения информации в своих квантовых процессорах более чем в 100 раз по сравнению с предыдущими… https://t.co/OoShcNfipr
– Серджио Гаго (@piratecto) 30 сентября 2022 г.
В квантовых вычислениях, чем дольше кубиты остаются в движении, тем дольше информация остается активной в вычислениях . В момент их остановки система рушится. Поэтому ключевой момент исследования заключается в том, что, поддерживая их постоянную активность, можно значительно улучшить обработку данных.
Аманда Сидхаус, соавтор исследования и аспирантка, объясняет, что более длительное время когерентности означает более длительное ожидание при сохранении информации, что необходимо каждый раз при выполнении квантовых операций. Это способ контролировать кубиты и одновременно обеспечивать оптимальное функционирование системы.
Следующая задача команды — определить, как управлять каждым кубитом по отдельности и, таким образом, проанализировать различные значения вычислений. Для этого им необходимо провести несколько экспериментов, чтобы убедиться в наличии у теории реального практического применения.
Квантовый компьютер; новый вид вычислительной техники, который изменит всё.
Квантовые вычисления позволяют быстро решать математические задачи. Классическому компьютеру в некоторых случаях потребовалось бы до 10 000 лет. После широкого распространения эти технологии приведут к увеличению экономической активности с 450 миллиардов евро до 850 миллиардов евро, что превысит совокупную выручку компаний Meta, Apple, Microsoft и Tesla в 2021 году.
Премия, присужденная физикам Алену Аспекту, Джону Клаузеру и Антону Цайлингеру, отмечает экспериментальные работы, сыгравшие ключевую роль в развитии квантовых вычислений и усовершенствовании систем связи. https://t.co/nYhY42wQa9
– Diario-Radio UChile (@uchileradio) 4 октября 2022 г.
Потенциал этой технологии может быть применен в различных областях. Она станет большим преимуществом для компаний в сфере финансов, фармацевтики, аэрокосмической отрасли, искусственного интеллекта и страхования. В настоящее время работа ведется с использованием приближений или оценок, но большая математическая мощь позволит получить более точные результаты и снизить энергопотребление.
Именно поэтому крупные IT-компании разрабатывают программы для развития этой технологии. В Испании они работают над проектом CUCO, инициативой, в которой участвуют BBVA, Repsol и GMV. Это демонстрирует, что она рассматривается как будущее вычислительной техники и не как затраты, а как инвестиция, способная принести пользу различным секторам.
В настоящее время не существует единого решения для всех случаев. Все зависит от приложений и оборудования. Для задач моделирования, оптимизации и машинного обучения используются различные алгоритмы. Это полезно в маршрутизации транспортных средств, распознавании изображений и торговле акциями. Но в ближайшем будущем их будут использовать для решения химических уравнений.
Например, это позволит открывать новые методы лечения сложных заболеваний, а также моделировать молекулы. Это также поможет улучшить технологию OLED и приложения, связанные с моделированием рисков. Все эти ресурсы, несомненно, превосходят возможности традиционных вычислительных систем.
Эксперты сходятся во мнении, что многое еще предстоит сделать; однако две самые большие проблемы связаны с системой коррекции ошибок, гарантирующей точность результатов, и, во-вторых, с увеличением количества кубитов. Предполагаемая готовность к 2030 году кажется вполне достижимой, поэтому им необходимо работать в полную силу.
В настоящее время традиционные компьютеры по-прежнему работают с использованием двоичного кода , то есть нулей и единиц. Но кубит гораздо сложнее. Он использует квантовые частицы, такие как ионы и фотоны, для решения задач. Идея заключается в манипулировании этими цифрами в вычислительных целях, и как только это достигается, они становятся запутанными, так что количество параллельно выполняемых операций экспоненциально возрастает. В конечном итоге, вычислительное превосходство по сравнению с традиционными компьютерами огромно.
Главная проблема с кубитами заключается в том, что для корректной работы компьютеров необходимы тысячи кубитов . Эти системы делятся на логические и физические. 1.000 физических кубитов представляют собой один логический кубит, а самый большой компьютер, созданный на сегодняшний день, имеет 127 кубитов, что означает, что до достижения оптимального уровня еще далеко.
Это не останавливает крупные технологические компании от проведения инновационных разработок. Одним из главных двигателей является IBM , которая продвигает квантовые технологии, используя различные форматы. Они утверждают, что чип Eagle способен содержать более 1000 кубитов, и уже стремятся к жесткой конкуренции с Amazon, Microsoft и Google.
Но есть и другие, более мелкие компании, также претендующие на место в сфере квантовых разработок . Одна из них — IonQ, которая вышла на биржу всего год назад. Тем временем D-Wave, поддерживаемая Goldman Sachs и Джеффом Безосом, планирует выйти на рынок и представить свои предложения. Нам остается только ждать дорожной карты, которая будет разработана в ближайшие годы для достижения долгожданной мечты — сделать технологии такого уровня доступными для всех.
