Двоє аспірантів побили світовий рекорд у квантових обчисленнях

Quantum Nanoelectronics Laboratory/Lawrence Berkeley National Laboratory

Дослідники зі Швеції успішно змоделювали 45-кубітову квантову схему, порушуючи рекорд для максимальної кількості імітованих кубітів. Ця важлива віха приводить людство на один крок ближче до «квантової переваги», точці, в якій квантові комп'ютери можуть перевершити будь-який традиційний комп'ютер.

Квантовий запис розбитий

Двоє аспірантів зі Швейцарського федерального технологічного інституту (ETH Zurich) успішно змоделювали 45-кубітову квантову схему, наближаючи нас ближче до квантової переваги - точці, в якій квантові комп'ютери можуть перевершувати будь-який існуючий класичний комп'ютер. За оцінками, потрібно 49 кубітів.

Томас Хенер і Деміен Штайгер також успішно імітували 30-, 36- і 42-кубітові квантові схеми свого часу в Національному науково-дослідному обчислювальному центрі з енергетичних досліджень (NERSC) в Національній лабораторії Лоуренса Берклі.

Вчені використовували 8 192 з 9,688 процесорів Intel Xeon Phi на новітньому суперкомп'ютері NORSC, найбільший з них симуляцій. На жаль, вони не змогли запустити ще більшу симуляцію, використовуючи всі вузли суперкомп'ютера, оскільки це може привести до руйнування системи.

Квантова революція

Квантові обчислення можуть зробити революцію в усьому світі за рахунок збільшення обчислювальної потужності комп'ютерів на порядок. Проте, два питання до сих пір були вражені творцями квантових комп'ютерів: як створити машини з достатньою обчислювальною потужністю і як масштабувати ці машини для масового виробництва.

Як відповідь на першу проблему були запропоновані сверхматеріі, такі як графен, але дослідники захочуть відкалібрувати і оптимізувати свої проекти, перш ніж вкладати дорогоцінні гроші і час в свої зусилля. Ось чому симуляції стають важливими, згідно зі статтею Хейнер і Штайгер, представленої на SC16:

Поки великомасштабні квантові комп'ютери ще не доступні, їх продуктивність може бути виведена з використанням квантових систем компіляції та оцінок потенційних технічних характеристик обладнання. Однак без тестування і налагодження квантових програм по дрібномасштабним проблемам їх правильність не може вважатися цілком очевидним. Симулятор і емулятори ... необхідні для вирішення цієї проблеми.

Потенційне використання квантових комп'ютерів після їх розробки, мабуть, нескінченно. У той час як більшість з них зосереджена на комплексному аналізі даних, які класичні комп'ютери можуть виконувати тільки дуже повільно або взагалі не працюють, інші вважають більш інноваційним використання для квантових систем.

Родичі припустили, що роботизований екзоскелет, здатний управляти роботою чотирьох осіб, може бути приведений в дію з використанням квантового комп'ютера. Молекула успішно змодельована з використанням одного, прокладаючи шлях до обчислення цілих хімічних систем, і Google розглянув використання квантових обчислень, щоб дозволити їх автономному транспортному засобу більш ефективно відрізняти автомобілі від інших об'єктів.

Воістину, епоха квантового комп'ютера знаходиться на горизонті, і як тільки ми досягнемо цього, кожна комп'ютерна система, яку ми використовуємо, буде мати потенціал, щоб стати швидше і могутніше.

Список літератури: Фізика, Час, Архів