Лента новостей

08:46
Доигрались! Белоруссия закрывает границы в Литвой и Польшей
08:30
Депутат Рады рассказал, что ждет Украину из-за остановки "СП — 2"
08:27
Трамп заявил, что Россия создала аналог американской "супер-пупер-ракеты"
08:24
Ветеран поделился уникальными методами советской разведки
07:46
Кибервойна: теория и практика Интернет-баталий
06:51
Немецкий депутат оценил риски остановки проекта "Северный поток — 2"
06:45
Жители Пальмиры рассказали о восстановлении разрушенного города
06:42
Названы риски для Украины при остановке "Северного потока — 2"
06:39
В Китае учитель математики до смерти избил ученицу за неверный ответ
06:36
Трамп обвинил Россию в похищении данных о технологии "супер-пупер" ракеты
06:09
Какими танками польская армия будет заменять устаревшие Т-72М1 и PT-91?
06:00
Independent: Трамп рассказал, что потерял всех друзей после избрания президентом
05:39
Многоцелевые атомные подлодки «Тип 093» (Китай)
03:48
ЦБ сохранил ключевую ставку на уровне 4,25%
03:45
Эксперт назвал факторы, которые могут привести к новому ослаблению рубля
03:39
Мужчина попытался без страховки покорить самый высокий небоскреб Парижа
03:36
Смерть от нечистой силы: подводная тайна броненосца "Русалка"
03:33
Ученые предупредили о разрушительных последствиях коронавируса для мозга
03:30
Латышский врач похвастался отказом в помощи русскоговорящему мужчине
02:57
Вести: вместо борща на Украине теперь в моде вареники с крабом
02:54
N-TV: в удалённой работе много плюсов, но она приводит к убыткам для экономики
02:48
Экс-председатель Всеобщего национального конгресса Ливии Нури Абу Сахмейн — о ситуации в республике
02:12
Очередное заявление Певчих по делу Навального опровергнуто СМИ
02:09
ФАН анонсировал новый фильм-расследование о попытках США влиять на Россию
02:06
Спикер ЛНА рассказал о важности возобновления добычи и экспорта нефти
01:42
Государственный Комитет Обороны: орган власти чрезвычайный и эффективный
01:06
Сара Вагенкнехт: Почему из Навального делают героя, а из Ассанжа преступника?
01:03
Гордон в состоянии «глубокой любви» к Зеленскому предрёк крах его «мерзавцам, бездарям и идиотам»
00:57
День воспитателя в России 2020: история появления и традиции праздника
00:54
Житель Турции убил соседа за поломку велосипеда сына
00:42
Россия повышает эффективность борьбы с COVID-19
00:21
Советский огненный таран 22 июня: Немецкий врач о его эффективности
00:15
Страна (Украина): смотрят Малахова, сериалы и Соловьева. Как Западная Украина подсела на российское телевидение
00:09
Объемы стройработ в августе в России оказались сопоставимы с 2019 годом
00:06
Рязанский губернатор отметил важность поддержки промышленности в регионах
00:03
Россия прекращает все вывозные рейсы
00:00
В Татарстане вынесли первый штраф из-за теста на коронавирус
23:54
Трамп рассказал, когда всех жителей США обеспечат вакциной от COVID-19
23:51
Трамп рассказал о "замечательных опциях" по сделке с TikTok
23:48
Врач предрек украинской госмедицине скорую "смерть"
23:45
Коалиция во главе с США перебросит БМП на северо-восток Сирии
23:27
Баснословная взятка и поддержка президентов: Кузьмин рассказал о закрытии дела против Кучмы
23:24
Бывший офицер СБУ рассказал о подавлении «Русской весны» бандитскими методами
23:06
Forbes: учёные разобрались с причиной возникновения загадочных сибирских кратеров
23:03
1+1: Лукашенко закрывает границы с Европой и усиливает границу с Украиной
Все новости

Архив публикаций

«    Сентябрь 2020    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930 


Мировое обозрение » ИноСМИ » Nature (Великобритания): здравствуй, квантовый мир! «Гугл» опубликовал историческое заявление о квантовом превосходстве

Nature (Великобритания): здравствуй, квантовый мир! «Гугл» опубликовал историческое заявление о квантовом превосходстве


Чип Sycamore

Ученые из Google объявили, что достигли квантового превосходства, долгожданной вехи в квантовых вычислениях. Пять недель назад в сеть просочилась предварительная версия объявления, но компания Google тогда отказалась ее комментировать.

Команда под руководством Джона Мартиниса (John Martinis), физика-экспериментатора из университета штата Калифорния в Санта-Барбаре, впервые в мире добилась, что квантовый компьютер в штаб-квартире Google в Маунтин-Вью, штат Калифорния, выполнил расчет, превосходящий возможности обычной, «классической» машины. По оценкам Google, даже у лучшего из классических суперкомпьютеров на это задание уйдет порядка 10 000 лет.

Квантовое превосходство считается долгожданной вехой, потому что доказывает, что квантовые компьютеры превосходят классические, говорит Мартинис. Хотя пока преимущество достигнуто лишь в конкретном случае, физики получили доказательство, что квантовая механика применима для решения сложных задач — как и ожидалось.

«Похоже, Google представил нам первое экспериментальное доказательство, что квантовое ускорение реально достижимо», — говорит Мишель Симмонс (Michelle Simmons), квантовый физик из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия.

Мартинис упомянул программу «Здравствуй, мир» (Hello World), ее придумали специально для тестирования новой системы — на дисплей выводится именно эта фраза. На практике эксперимент сам по себе не очень полезен, но он доказывает, что квантовое оборудование и программное обеспечение работают правильно.

Впервые об этом достижении сообщила газета «Файненшл Таймс» (Financial Times) в сентябре, когда НАСА, партнер Google по квантовым вычислениям, опубликовала на своем сайте раннюю версию статьи, после чего быстро ее удалила. Тогда компания факт публикации не подтвердила и сведения не прокомментировала.

Сверка данных квантового генератора случайных чисел — именно эту операцию Google выбрал для тестирования — имеет ограниченное практическое применение, но если данные верны, это огромное научное достижение, — говорит Скотт Ааронсон (Scott Aaronson), программист-теоретик из Техасского университета в Остине. «Я думаю, так и будет».

Исследователи за пределами Google уже работают над улучшением классических алгоритмов в надежде сократить свое отставание длиной в 10 000 лет. IBM, конкурент Google по разработке передовых квантовых компьютеров, сообщила в предварительной публикации 21 октября, что эту задачу можно решить всего за два с половиной дня, используя другую классическую технику. Отзыва экспертов эта статья пока не получила. Если компания IBM права, достижение Google снизится до «квантового преимущества» — когда вычисления производятся быстрее, чем на классической технике, но все же не так быстро, чтобы сравняться с этим темпом на классическом компьютере было бы невыполнимой задачей. Все равно это важный этап, считает Симмонс: «Насколько я знаю, столь крупный результат продемонстрирован впервые».

Быстрые решения

Квантовые компьютеры устроены принципиально иначе, чем классические машины: если классический бит — это единица либо ноль, то квантовый бит, он же кубит, может существовать одновременно в нескольких состояниях. Если кубиты связаны между собой неразрывно, физики теоретически могут использовать интерференцию между волнообразными квантовыми состояниями для выполнения вычислений, на которые бы иначе ушли миллионы лет.

Физики считают, что однажды квантовые компьютеры смогут выполнять революционные алгоритмы для поиска по громоздким базам данных или разложения больших чисел на простые множители — этот метод применяется в шифровании. Но ждать подобных программ придется еще несколько десятилетий. Чем больше кубитов связаны друг с другом, тем сложнее поддерживать их хрупкие состояния во время работы устройства. Алгоритм Google работает на квантовом чипе из 54 кубитов — каждый из которых состоит из сверхпроводящих петель. Но это — лишь малая часть миллиона кубитов, которые потребуются для универсальной машины широкого профиля.

Задачу своему квантовому компьютеру Google задал «немного странную», считает Кристофер Монро (Christopher Monroe), физик из Университета штата Мэриленд в Колледж-Парке. Эту задачу физики Google придумали в 2016 году. Разрабатывали ее специально, чтобы обычному компьютеру пришлось как можно сложнее. Команда дала своему компьютеру Sycamore задание описать вероятность исходов квантового генератора случайных чисел. Для этого запустили последовательность случайных операций на схеме из 53 кубитов. Получилась 53-значная последовательность нулей и единиц — или 253 возможных комбинации (использовались лишь 53 кубита, так как один оказался сломан). Это настолько сложный процесс, что по первым принципам результат рассчитать невозможно — он по сути случайный. Но из-за интерференции между кубитами некоторые последовательности чисел встречаются с большей вероятностью. Это похоже на игральные кости со смещенным центром тяжести — выдаются случайные числа, но одни все же чаще других.

Sycamore рассчитал распределение вероятностей, взяв выборку, прогнав ее миллион раз и измерив частотность результатов. Это похоже на проверку игральных костей на честность. В каком-то смысле, говорит Монро, ученым приходится заниматься этим каждый день: экспериментальным образом искать ответ на квантовую задачу, которую нельзя решить классически. Главное отличие, по его словам, заключается в том, что компьютер Google не однозадачный, а программируемый — и потому может применяться к любой квантовой схеме с любыми настройками.

Еще одна задача — проверить правильность решения. Для этого команда сравнила результаты с результатами моделирования небольших, упрощенных схем, выполненных на классических компьютерах — в том числе на суперкомпьютере Summit из Национальной лаборатории в Оук-Ридже, штат Теннесси. На основе этих примеров команда Google заключила, что прогон полной схемы займет 10 000 лет даже на компьютере с одним миллионом процессоров (что по сути соответствует 100 000 настольным компьютерам). У Sycamore же на это ушло всего 3 минуты и 20 секунд.

В Google считает, что к их доказательствам квантового превосходства невозможно придраться. Даже если сторонние исследователи сократят время на классическое моделирование, квантовое оборудование постоянно совершенствуется — а значит, обычным компьютерам за ними не угнаться, считает руководитель группы квантовых вычислений Google Хартмут Невен (Hartmut Neven).

Ограниченная сфера применения

Монро считает, что достижения Google помогают квантовой информатике тем, что привлекают ученых и инженеров. Однако он предостерегает от обманчивого впечатления, будто квантовые компьютеры стали ближе к практическому применению, чем на самом деле. «Для неспециалистов новость прозвучит так: „Наконец-то они побили обычный компьютер, еще годик, от силы два — и у всех дома будет по такому компьютеру"», — говорит он.

На самом деле, объясняет Монро, ученым еще предстоит доказать, что программируемый квантовый компьютер справится с полезной задачей, которую нельзя решить иным способом. Взять, хотя бы, расчет электронной структуры конкретной молекулы — эта сущая головоломка требует моделирования целого множества квантовых взаимодействий. Другой важный шаг, говорит Ааронсон, — это добиться квантового превосходства в алгоритме, где применяется исправление ошибок. Этот метод удаляет «шум», который грозит испортить вычисления. Физики считают, что без него квантовые компьютеры работать на должном уровне не смогут.

Google стремительно движется к обеим вехам и обнародует результаты своих экспериментов уже в ближайшие месяцы, обещает Мартинис.

Ааронсон же отмечает, что для эксперимента, придуманного Google специально для демонстрации квантового превосходства, вполне найдется практическое применение: на основе этих вычислений он создал протокол, который доказывает пользователю, что генератор случайных чисел действительно выдает случайные биты. Это может пригодиться в криптографии и криптовалютах, чья безопасность зависит от случайных ключей.

Чтобы запустить алгоритм, инженерам Google пришлось воплотить в жизнь целый ряд улучшений, включая разработку новой электроники для управления квантовой схемой и нового способа соединения кубитов, говорит Мартинис. «Это основа для будущего развития. Мы считаем, что путь вперед лежит через базовую архитектуру», — говорит он.


Элизабет Гибни (Elizabeth Gibney)


Опубликовано: Мировое обозрение     Источник



Похожие публикации для статьи "Nature (Великобритания): здравствуй, квантовый мир! «Гугл» опубликовал историческое заявление о квантовом превосходстве"


Напишите ваш комментарий к статье "Nature (Великобритания): здравствуй, квантовый мир! «Гугл» опубликовал историческое заявление о квантовом превосходстве"

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Новости партнеров

Наверх