907,2
рейтинг
27 июня 2015 в 12:27

Компьютер D-Wave Systems преодолел рубеж 1000 кубитов



Компании D-Wave Systems удалось преодолеть рубеж в 1000 кубитов для квантовых вычислений. Теперь система сможет работать над гораздо более сложными вычислительными задачами.

С тысячей кубитов процессор одновременно рассматривает до 21000 возможных решений.

Кубит — ключевой компонент квантового компьютера. Благодаря уникальному свойству кубитов, квантовой суперпозиции, вычислительная способность квантовых компьютеров в некоторых задачах будет экспоненциально выше, чем у бинарных. Компьютеры D-Wave Systems иногда называют «ненастоящими квантовыми компьютерами» из-за отсутствия универсальности. Тем не менее, это первые квантовые системы такого рода, доступные на рынке.

В силу аналоговой природы, конкретное количество кубитов варьируется от процессора к процессору D-Wave, но их в любом случаев должно быть более 1000. Согласно проекту, процессор должен обеспечивать доступность региона из 1152 кубитов в общей полотне из 2048 кубитов.

Кроме количества кубитов, сделаны и другие технические усовершенствования: новый процессор работает при температуре ещё ниже, чем его предшественник, у которого рабочей была температура 20 мК (милликельвинов). Со снижением температуры снижается количество шумов и повышается точность контроля над работой микросхемы: всё это положительно влияет на производительность.

Процессор со 128 000 джозефсоновских контактов, работающих в сверхпроводящем состоянии, разработчики считают самым сложным сверхпроводниковым устройством, когда либо размещённом на поверхности интегральной схемы.

Система D-Wave выполняет алгоритм квантового отжига (квантовой нормализации) — общий метод нахождения глобального минимума некоторой заданной функции среди некоторого набора решений-кандидатов. Эту довольно специфическую задачу D-Wave решает на порядки быстрее обычного компьютера.
Анатолий Ализар @alizar
карма
678,3
рейтинг 907,2
Редактор
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (9)

  • +4
    Очень показательно, что D-Wave сначала говорила про то, что их процессоры делают адиабатические квантовые вычисления, а потом, видимо, сдвинулась парадигма и это стали называть quantum annealing. Следующим этапом будет, наверное, удаление слова quantum.

    Эту довольно специфическую задачу D-Wave решает на порядки быстрее обычного компьютера.

    Это весьма сомнительное утверждение, которое толком никто еще не доказал. Скорее есть четкие свидетельства обратного.
    • +1
      Не знаю, можно ли доверять написанному, но вот (взято с википедии):
      В мае 2013 года профессор Amherst College из канадской провинции Новая Шотландия Катерина МакГью (Catherine McGeoch) объявила о своих результатах сравнения компьютера D-Wave One (процессор Vesuvius) с четырехъядерным компьютером на основе 2,4 ГГц чипа Intel с 16 ГБ ОЗУ. В первом тесте одну из задач класса QUBO, хорошо подходящую для структуры процессора, компьютер D-Wave One выполнил за 0,5 секунды, в то время как компьютеру с процессором Intel потребовалось 30 мин (выигрыш по скорости 3600 раз). Во втором тесте требовалась специальная программа для «перевода» задачи на язык компьютера D-Wave и скорость вычислений двух компьютеров была примерно равной. В третьем тесте, в котором также требовалась программа «перевода», компьютер D-Wave One за 30 минут нашёл решение 28 из 33 заданных задач, в то время как компьютер на процессоре Intel нашёл решение только для 9 задач[36].
      • +3
        Сравнение МакГью ничего не значит, потому оно проведено некорректным способом, как минимум потому, что в качестве классического солвера исполшьзовался неоптимальный код. Почитайте, лучше, что-нибудь более относящееся к науке.
  • +7
    > С тысячей кубитов процессор одновременно рассматривает до 2^1000 возможных решений.

    Это заблуждение. Утверждение отчасти относится к настоящим квантовым компьютерам, к коим детище D-Wave не относится, как было сказано в первом комментарии.
  • –10
    Ивините, не это какая-то чушь. Невозможно достичь температуры даже в 20 милиКельвин, если только не прибегать к нейтронному охлаждению, которое применяют в коллайдере CERN, но там это применяют к пучку заряженных частиц впрыскивая в их поток на недолгое время нейтроны, которые немного снижают амплитуду тепловых колебаний элементарных частиц. Макрообьекты невозможно охладить ниже температуры испарения жидкого гелия ~ 4.2 К
    • +7
      А вот Википедия говорит, что это не так:
      — Рефрижератор растворения — Принципиального ограничения минимальной температуры, достижимой в рефрижераторах растворения, нет. Тем не менее, температурный диапазон ограничивается примерно 2 мК по практическим соображениям: чем ниже температура циркулирующей жидкости, тем больше её вязкость и теплопроводность.

      — Адиабати́ческое размагни́чивание — метод получения температур ниже 0,7 K.

      — откачкой паров гелия можно добиться (при очень хороших условиях проведения эксперимента) температуры около 0,7 K.

      И так далее.

      Термина «Нейтронное охлаждение» быстрый поиск не нашел. Но есть нейтринное — Нейтри́нное охлажде́ние — процесс охлаждения звёздных недр образующимися в них нейтрино, которые свободно уносят энергию из всего объёма ядра, так как звезда прозрачна для нейтрино низких энергий. Вы вряд ли имели ввиду его.
  • +5
    объяснил бы кто-нибудь что-ли, что это за процессор такой, если это не настоящий квантовый компьютер, то откуда там кубиты?
    • +3
      Когда я разбирался в этом вопросе я пришел к следующему выводу: этот компьютер нельзя назвать тем самым квантовым компьютером, которого все ждут. Вся проблема в том, что эти 1024 кубита в настоящем кв компьютере связанны (находятся в состоянии квантовой суперпозиции) и все операции проводятся над этим массивом одновременно, что и дает выигрыш в скорости. D-wave же состоит из кучи связанных регистров по 6-8 штук кубитов. Это позволяет решать определенный круг задач, где эта архитектура позволяет, но это не универсальность.
    • 0
      Эти ребята умеют решать вполне конкретную задачу: задачу оптимизации. Для этого они реализуют так называемый алгоритм Quantum Annealing (русская вики: квантовый отжиг(?)). Суть сводится к симуляции поиска минимума, который в каком-то смысле выполняет сама природа на искуственно приготовленной системе.

      А критикуют их за то, что это — не более, чем эвристика. Они не получают экспоненциальный прирост по времени, асимптотики их алгоритмов — такие же. Квантовые свойства их кубитов вроде запутанности не используются вовсе, и поэтому классические «квантовые» алгоритмы вроде алгоритма факторизации Шора на этих машинах не выполнимы. Зато — много маркетинга и красивых слов.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.