В рамках проходящей в данный момент выставки CES 2019 подразделение IBM Research провело анонс первой в мире квантовой системы, пригодной для коммерческого применения. Анонсированный квантовый компьютер IBM Q System One включает в себя систему из 20 кубитов. Железо способно к самокалибровке и оптимизировано для работы в криогенных условиях, эти меры необходимы для уменьшения числа ошибок. Кроме того, компьютер имеет собственную высокопроизводительную криогенную систему, а по заявлению IBM допустимо проводить диагностику, обслуживание и даже модернизацию системы без её выключения, с сохранением возможности работы пользователей.
Важной характеристикой, на которой производитель акцентирует внимание, является встроенный функционал для подключения квантового компьютера к облачной системе. Таким образом происходит функциональный переход от специализированных квантовых систем на чипе, используемых в экспериментальных целях, к полноценной интеграции квантовых вычислений для пользовательских систем и нужд бизнеса.
В целях развития экосистемы квантовых вычислений IBM так же объявила о создании консорциума с ExxonMobil, Европейской организацией по ядерным исследованиям (ЦЕРН) и Fermilab, для поиска максимального числа задач, в которых применение подобных интегрированных квантовых систем было бы эффективно. Данная группа организаций не является закрытой и уже объявлено приглашение к сотрудничеству для иных заинтересованных сторон.
Q System One заключен в огромную герметичную камеру. Длина грани куба, выполненного из боросиликатного стекла, — 2,75 м, толщина — около 1,3 см. Корпус изготовила компания Goppion — итальянский производитель музейних витрин, защищающих, в том числе, “Мону Лизу” в Лувре.
Во второй половине 2019, в городе Покипси (англ. Poughkeepsie) штата Нью-Йорк, IBM планирует открыть «IBM Q Quantum Computation Center», который будет выступать штаб-квартирой развития сложных интегрированных квантовых систем и содействовать их практическому внедрению.
Стоит отметить, что дизайн системы выполнен несколькими известными студиями и удивительно красив, для такого утилитарного устройства. Во многом прослеживается преемственность с первым коммерческим суперкомпьютером Cray-1. Как по форме (пусть и зеркально перевёрнутый), так и по размерам, а так же в части использования стекла.
На момент составления заметки сайт IBM с промо-разделом квантового компьютера был недоступен.
Справка:
Квантовый компьютер — это вычислительное устройство, которое использует явления квантовой механики для передачи и обработки данных. Идея квантовых вычислений была независимо предложена Юрием Маниным и Ричардом Фейнманом в начале 80-х годов прошлого века. С тех пор была проделана колоссальная работа по созданию квантового компьютера. Однако полноценный универсальный квантовый компьютер все еще является гипотетическим устройством, возможность разработки которого связана с серьёзным развитием квантовой теории. К настоящему моменту были созданы единичные экспериментальные системы с алгоритмом небольшой сложности.
Основное отличие квантового компьютера от классического заключается в представлении информации. В обычных компьютерах, работающих на основе транзисторов и кремниевых чипов, для обработки информации используется бинарный код. Бит, как известно, имеет два базовых состояния — ноль и единицу, и может находиться только в одном из них. Что же касается квантового компьютера, то его работа основывается на принципе суперпозиции, а вместо битов используются квантовые биты, именуемые кубитами. У кубита также имеется два основных состояния: ноль и единица. Однако благодаря суперпозиции кубит может принимать значения, полученные путем их комбинирования, и находиться во всех этих состояниях одновременно. В этом заключается параллельность квантовых вычислений, то есть отсутствие необходимости перебирать все возможные варианты состояний системы. Кроме того, для описания точного состояния системы квантовому компьютеру не нужны огромные вычислительные мощности и объемы оперативной памяти, так как для расчета системы из 100 частиц достаточно лишь 100 кубитов, а не триллион триллионов бит.
Также стоит отметить, что изменение состояния определенного кубита в квантовом компьютере ведет к изменению состояния других частиц, что является еще одним отличием от обычного компьютера. И этим изменением можно управлять. Процесс работы квантового компьютера был предложен британским физиком-теоретиком Дэвидом Дойчем в 1995 году, когда он создал цепочку, способную выполнять любые вычисления на квантовом уровне. Согласно его схеме, для начала берется набор кубитов и записываются их начальные параметры. Затем выполняются необходимые преобразования с использованием логических операций и записывается полученное значение, которое и является результатом, выдаваемым компьютером. В роли проводов выступают кубиты, а преобразования совершают логические блоки.
По словам ученых, квантовые компьютеры будут в миллионы раз мощнее нынешних. Уже сейчас описаны самые разнообразные алгоритмы работы квантового компьютера, и даже разрабатываются специальные языки программирования. По прогнозу исследователей Cisco Systems, полноценный рабочий квантовый компьютер появится к середине следующего десятилетия. Лидером в этой области является Япония: более 70% всех исследований приходится на эту страну.
Источники: https://habr.com/, https://hi-news.ru/
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
