Китайский квантовый вычислитель «обогнал» первый компьютер человечества

Китайский квантовый вычислитель «обогнал» первый компьютер человечества

Физики из Китайского научно-технологического университета (Шанхай), Университета Вюрцбурга и Сент-Эндрюсского университета усовершенствовали работу одного из видов квантовых вычислителей — бозонного сэмплера. По словам авторов, теперь устройство превосходит ENIAC (первый универсальный классический компьютер) примерно в 220 раз в определенном классе задач. Ученые полагают, что бозонные сэмплеры смогут в ближайшее продемонстрировать превосходство квантовых систем над современными классическими компьютерами. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics, кратко о нем сообщает агентство Синьхуа.

Считается, что квантовые компьютеры способны значительно превзойти обычные, классические вычислители — это позволит решать задачи, ранее недоступные для ученых. Например, очень сложными для компьютеров оказываются вычисления свойств различных молекул — они основаны на законах квантовой механики. Однако превосходство квантовых вычислителей над традиционными системами было продемонстрировано лишь частично. Так, в конце 2015 года компания Google показала, что системы квантового отжига D-Wave могут многократно обгонять компьютеры при решении специально созданных задач оптимизации.

Для квантовых компьютеров производительность и ускорение, по сравнению с классическими системами напрямую зависит от числа кубитов — квантовых битов, существующих в суперпозиции состояний «нуля» и «единицы». Ученые ожидают, что квантовым компьютерам потребуется около 50 кубитов чтобы достичь превосходства — сейчас в лабораторных устройствах количество кубитов не превышает 10-15. Однако в некоторых специальных квантовых вычислителях можно обойтись меньшим количеством контролируемых квантовых частиц — например, для бозонных сэмплеров достаточно 20-30 фотонов.

Бозонные сэмплеры — это вычислители, с помощью которых можно быстро строить распределение случайных величин. В них несколько фотонов движутся по разветвляющимся и пересекающимся оптическим путям, интерферируя между собой. Подробнее о них можно прочитать в новости о предыдущем результате этой научной группы — запутывании сразу 10 фотонов для сэмплера. Среди применений устройства — расчет колебательных спектров молекул, необходимый, например, для анализа химического состава материалов

Помимо количества фотонов, участвующих в работе сэмплера, на скорость его работы также влияет и частота считывания состояний фотонов. В новой работе ученые смогли значительно ее увеличить — примерно в 24 тысячи раз по сравнению с предыдущими экспериментами. По словам авторов, ключевым для достижения результата стала разработка высококачественных однофотонных источников на основе нанокристаллов полупроводников. Эти модули возбуждаются с помощью пикосекундных импульсов лазера (длящихся триллионную долю секунды) и генерируют 25,6 миллиона поляризованных одиночных фотонов в секунду, что является лучшим показателем по яркости в мире.

В качестве оптического стола с различными оптическими путями для фотонов авторы использовали программируемую интегральную оптическую схему — она определяла распределение, которое генерировал сэмплер. В нее входило 36 светоделителей — полупрозрачных зеркал. Ученые проверили работу устройства с тремя, четырьмя и пятью фотонами, создающими распределение. Для трехфотонных устройств частота генерации составила около пяти тысяч герц (в предыдущих работах эта величина не превышала двух десятых герца). По словам авторов, если использовать в установке однофотонные детекторы на сверхпроводящих нанонитях, то эту величину можно будет дополнительно увеличить в 26 раз.

С ростом скорости считывания и генерации распределений у физиков возникает возможность использовать большее количество фотонов в бозонном сэмплере. Так, если в прошлой работе с 10-фотонным семплером частота генерации составляла 11 штук в час, то в новой установке частоты того же порядка можно будет достигнуть уже с 14 фотонами. По словам авторов, если усовершенствовать схему генерации одиночных фотонов, ускорив их генерацию почти на 75 процентов, то можно будет ожидать скорости считывания 20-фотонных событий в 130 штук в час.

Физики сравнивают производительность новой системы с первым компьютером, созданном человеком, — ENIAC. По оценкам ученых, созданная схема трехфотонного сэмплинга превосходит скорость решения той же задачи с помощью ENIAC в 220 раз. Авторы утверждают, что создали первый вычислитель на одиночных фотонах, который смог обогнать классический компьютер.

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
Китайский суперкомпьютер стал самым мощным в мире
Китайский суперкомпьютер Tianhe-2 по-прежнему является самым мощным в мире. Он вновь занял первую строчку в международном рейтинге «Топ-500». В этом списке, обновляемом дважды в год, перечислены 500 самых производительных компьютерных систем мира.24 июня 2014, 07:55 Китайский суперкомпьютер ..
2014-06-25 1919 0 Электроника
0
Квантовый компьютер скоро будет реален
Дэвиду Виндленд (США) и Сержу Гарошу (Франция) присудили Нобелевскую премию по физике - «за новаторские экспериментальные методы, которые позволяют измерять манипуляции отдельных квантовых систем». Представители Института Стандартов и Технологии США считают, что работы их коллеги Виндленда позволяют ..
2012-11-12 1241 0 Электроника
0
Компания D-Wave представила новый квантовый компьютер
D-Wave Systems на конференции в Сан-Франциско показал новый квантовый компьютер, содержащий две тысячи кубитов — квантовых аналогов классических битов. Об этом сообщается на сайте компании.По сравнению с предыдущим поколением компьютеров D-Wave 2X в новом устройстве в два раза больше кубитов, а производительность ..
2016-10-01 1104 0 Электроника
0
Китай обогнал США по активациям новых смартфонов и планшетников
Китай стал мировым лидером по числу активаций новых устройств с операционными системами iOS и Android. По данным аналитической компании Flurry Analytics, в феврале этого года на долю КНР пришлось около 24% активаций новых смартфонов и планшетов (на обеих платформах), в то время как в США за это же время ..
2012-03-22 996 0 Электроника
0
Создан квантовый микрочип
Ученые создали многофункциональную фотонную микросхему, по словам ученых, она открывает путь для программируемого квантового процессора, сообщает «ВордАйти». Бристольская команда, впервые, показала, что квантовая цепь может быть сгенерирована и измерена полностью на крошечной кварцевой микросхеме. Они также использовали ту же самую ..
2011-12-13 1308 0 Электроника
2
Квантовый компьютер впервые использовали для моделирования физики высоких энергий
Физики из Университета Иннсбрука (Австрия) и Технического университета Мюнхена (Германия) впервые использовали квантовый вычислитель для моделирования физики высоких энергий. С помощью четырехкубитного квантового компьютера авторы выяснили закономерности рождения электрон-позитронных пар из-за флуктуаций вакуума. Исследование опубликовано ..
2016-06-23 966 0 Электроника
0
Samsung показала первый планшет, работающий на Windows 8
13-го сентября 2011-го стартовала конференция разработчиков «BUILD», организатором которой является компания «Microsoft», сообщает «ВордАйти». На данной конференции особое внимание уделялось новой операционной системе «Windows 8». Несколько источников сообщили, что компания «Samsung» представила ..
2011-10-1 1318 0 Электроника
0
Sony представила очередного убийцу iPad
Компания выпустила самый тонкий планшетник в мире — Sony Xperia Tablet Z. Sony представила самый тонкий планшетник в мире. Толщина корпуса 10-тидюймового Sony Xperia Tablet Z чуть менее 7 мм, а вес около 500 грамм. Для сравнения, iPad mini толще ..
2013-01-21 1203 0 Электроника
0
D-Wave Systems продали свой квантовый компьютер четвертого поколения
D-Wave Systems анонсировали выпуск коммерческой версии квантового компьютера четвертого поколения D-Wave 2000Q. Фирма также объявила первого покупателя нового устройства, которым стала специализирующаяся в области кибербезопасности компания TDS (Temporal Defense Systems).По сравнению с предыдущим ..
2017-01-29 6984 0 Электроника
0
Google купила квантовый компьютер
Google совместно с аэрокосмическим агентством NASA купила у канадской компании D-Wave Systems квантовый компьютер. На его база будет сформирована лаборатория Quantum Artificial Intelligence Lab (QAUL), которая займется изучением искусственного интеллекта с применением достижений квантовой физики. Систему, которая ..
2013-05-17 1097 0 Электроника
0
Samsung в два раза обогнал Apple
Южнокорейский гигант Samsung обошел американскую Apple со счетом 2:1. Согласно последней статистике, корейцы продают ровно в два раза больше смартфонов, чем их конкуренты. По данным на второй квартал, Samsung выпустил более 52 миллионов своих устройств, в то время как Apple отчиталась ..
2012-07-27 1031 0 Электроника
0
Google, НАСА и USRA купят мощнейший квантовый компьютер
Компания Google, НАСА, а также USRA (Universities Space Research Association) заключили соглашение с компанией D-Wave Systems о покупке ее мощнейшего квантового компьютера D-Wave 2X. Его планируется установить в совместной лаборатории квантового искусственного интеллекта QAIL (Quantum Artificial Intelligence ..
2015-09-30 1529 0 Электроника
0
Квантовый интерфейс связал электроны и фотоны
Ученые разработали устройство, которое опосредует взаимодействие между фотонами и отдельными электронами. Это первый экспериментальный прототип квантового переключателя в кристалле, который может стать основой для разработки компьютерных квантовых сетей. Результаты работы были опубликованы в журнале Nature Nanotechnology. Исследователи ..
2016-02-10 980 0 Электроника
1
Китайская компания выпустила миникомпьютер
Малоизвестная китайская компания выпустила компьютер, размером с монету. Такой миникомпьютер работает на Android и предназначенный для использования в так называемой носимой электронике. Новинка получила название Newton, вышла она из недр компании Ingenic Semiconductor и представляет собой первый микро-компьютер на базе ..
2014-04-03 1061 0 Электроника
0
BBK планирует выпустить самый тонкий смартфон
Знаменитый Китайский производитель DVD плееров,телевизоров и другой техники - компания BBK планирует совсем скоро выпустить свой новый смартфон Vivo X1,который,как ожидается, будет самым тонким сенсорным телефоном в мире, толщина смартфона Vivo X1 будет всего лишь 6,55 ..
2012-11-5 1211 0 Электроника
0