Група дослідників з Університету Нового Південного Уельсу відкрила новий шлях у квантових обчисленнях, збільшивши продуктивність свого процесора до ста разів. Це важливий крок вперед серед багатьох функцій, які ще належить відкрити, щоб розкрити його повний потенціал.
Протягом кількох років ця технологія перейшла з лабораторій у реальне застосування з метою дослідження практичного використання та визначення галузей, де вона буде найбільш корисною. Фактично, вже реалізуються деякі цікаві проекти, такі як той, що розробляється в Барселоні та фінансується європейськими фондами. У цьому випадку метою є публічна та безкоштовна пропозиція послуги організаціям та компаніям, які її потребують.
Австралійські дослідники виявили, як покращити обробку даних на квантових комп'ютерах у 100 разів
Експеримент, проведений дослідниками, розширив діапазон спінових кубітів з 20 мікросекунд до 20 мілісекунд, що у сто разів більше. Варто зазначити, що кожен часовий інтервал у квантових обчисленнях, яким би малим він не був, являє собою прогрес, оскільки допомагає збільшити швидкість передачі даних та операційних процесів.
Найдовше: інженери з квантових обчислень встановили новий стандарт продуктивності кремнієвих чіпів – інженери UNSW суттєво збільшили час, протягом якого їхні процесори квантових обчислень можуть зберігати інформацію, більш ніж у 100 разів порівняно з попередніми… https://t.co/OoShcNfipr
— Серхіо Гаго (@piratecto) 30 вересня 2022 р
У квантових обчисленнях, чим довше кубіти залишаються в русі, тим довше інформація залишається активною в обчисленнях . У момент їх зупинки система руйнується. Тому ключовим моментом дослідження є те, що, підтримуючи їх постійну активність, обробка даних значно покращується.
Аманда Сідхаус, співавторка дослідження та докторантка, пояснює, що довший час когерентності означає довше очікування під час зберігання інформації, що необхідно щоразу, коли виконуються квантові операції. Це спосіб контролювати кубіти та водночас забезпечувати оптимальне функціонування систем.
Наступне завдання команди — визначити, як керувати кожним кубітом окремо та таким чином аналізувати різні значення розрахунку. Для цього вони повинні провести кілька експериментів, щоб перевірити, чи має теорія реальне практичне застосування.
Квантовий комп'ютер; нові обчислення, які змінять усе
Квантові обчислення здатні швидко вирішувати математичні операції. Класичному комп'ютеру в деяких випадках знадобилося б до 10 000 років. Після того, як вони стануть широко поширеними, економічна активність зросте з 450 мільярдів євро до 850 мільярдів євро, що перевищує сукупний дохід Meta, Apple, Microsoft та Tesla у 2021 році.
Премія, присуджена фізикам Алену Аспекту, Джону Клаузеру та Антону Цайлінгеру, висвітлює експериментальну роботу, яка стала ключовою для квантових обчислень та вдосконалення систем зв'язку. https://t.co/nYhY42wQa9
— Diario-Radio UChile (@uchileradio) 4 жовтня 2022 р
Потенціал цієї технології може бути застосований у різних галузях. Вона була б чудовим надбанням для компаній у сфері фінансів, фармацевтики, аерокосмічної промисловості, штучного інтелекту та страхування. Наразі робота виконується з використанням наближених чи оціночних показників, але більша математична потужність призведе до точних результатів та зниження споживання енергії.
Саме тому великі ІТ-компанії розробляють програми для розвитку цієї технології. В Іспанії вони працюють над проектом CUCO, ініціативою, в якій беруть участь BBVA, Repsol та GMV. Це демонструє, що його розглядають як майбутнє обчислювальної техніки, а не як витрату, а як інвестицію, яка може принести користь різним секторам.
Наразі не існує єдиного рішення для всіх випадків. Все залежить від застосувань та апаратного забезпечення. Для задач моделювання, оптимізації та машинного навчання використовується кілька алгоритмів. Це корисно в маршрутизації транспортних засобів, розпізнаванні зображень та біржовій торгівлі. Але в найближчому майбутньому вони будуть використовуватися для розв'язання хімічних рівнянь.
Наприклад, це дозволить відкривати нові методи лікування складних захворювань, а також моделювати молекули. Це також допоможе вдосконалити технологію OLED та застосування, пов'язані з моделюванням ризиків. Усі ці ресурси, безсумнівно, перевершують ресурси традиційних обчислень.
Експерти погоджуються, що багато чого ще належить зробити; проте дві найбільші проблеми пов'язані із системою виправлення помилок, яка гарантує точність результатів, а по-друге, зі збільшенням кількості кубітів. Мати все готове до 2030 року здається досяжним завданням, тому вони повинні працювати на повній швидкості.
Наразі традиційні комп'ютери все ще працюють, використовуючи двійковий код , тобто 0 та 1. Але кубіт набагато складніший. Він використовує квантові частинки, такі як іони та фотони, для вирішення задач. Ідея полягає в тому, щоб маніпулювати цими цифрами для обчислювальних цілей, і як тільки це досягнуто, вони переплітаються так, що операції, що виконуються паралельно, зростають експоненціально. Зрештою, обчислювальна перевага величезна порівняно з традиційними комп'ютерами.
Основна проблема з кубітами полягає в тому, що для належного функціонування комп'ютерів потрібні тисячі з них . Ці системи поділяються на логічні та фізичні. 1.000 фізичних кубітів представляють один логічний кубіт, а найбільший комп'ютер, випущений на сьогодні, має 127, а це означає, що до досягнення оптимального рівня ще далеко.
Це не заважає великим технологічним компаніям прагнути інноваційних розробок. Одним з головних рушійних сил є IBM , яка просуває квантові технології за допомогою використання різних форматів. Вони стверджують, що чіп Eagle має потужність перевищувати 1000 кубітів, і вже прагнуть скласти жорстку конкуренцію Amazon, Microsoft та Google.
Але є й інші, менші компанії, які також змагаються за місце в квантовій розробці . Одна з них – IonQ, яка стала публічною лише минулого року. Тим часом D-Wave, яку підтримують Goldman Sachs та Джефф Безос, планує вийти на ринок і представити свої пропозиції. Нам потрібно дочекатися дорожньої карти, яка буде розроблена в найближчі роки, щоб досягти довгоочікуваної мрії – зробити цей рівень технологій доступним для всіх.
