Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Квантовые технологии

По своему значению соревнование квантовых технологий сравнивают с космической гонкой или борьбой за обладание ядерным оружием. Попробуем разобраться, кто оказался в лидерах этой гонки в 2017, за счет каких технологий и, главное, что эта победа несет человечеству.

Квантовое превосходство достигнуто в 2017 году. Это значит, что компьютер, использующий кубиты (и в перспективе способный демонстрировать мощность, которую придется записывать цифрой с 90 нулями), впервые стал эффективнее современных устройств, оперирующих битами. Граница пролегла на отметке 50 кубитов.

Кто

О создании квантового компьютера на 51 кубит объявили в Москве, на Международной конференции по квантовым технологиям (ICQT-2017). Вместо сверхпроводников разработчики использовали так называемые холодные атомы и убедились, что они могут служить кубитами, если эти атомы удерживать лазерами и охлаждать до сверхнизких температур. Авторами разработки стали физики из Гарварда и Российского квантового центра.

Невероятный прогресс произошел меньше чем за один год. Так, в марте IBM анонсировала создание коммерческого квантового компьютера с 50 кубитами. А до тех пор максимальная мощность, достигнутая компанией, составляла 5 кубитов. И только в начале года разработчики заговорили о десятках квантовых бит.

В мае рекордсменом считался компьютер IBM на 17 кубитов.

В ноябре 2017 года ученые этой же компании представили прототип процессора с 50 квантовыми разрядами. Впрочем, критики тут же отметили, что никто не видел данные о новой системе в рецензируемых научных изданиях. Остается только верить работникам корпорации на слово.

Google тоже обещал представить к концу года чип на 49 кубит. В середине года эта компания лидировала со своим 20-кубитным процессором. Теперь разработчики думают, как сделать эту разработку практически применимой. Основной вариант — открыть другим лабораториям доступ к квантовым компьютерам компании.

Еще один мировой рекорд поставили китайские ученые. Частота обработки сигналов у разработанного ими устройства в 24 раза превысила лучшие достижения европейских и американских ученых. Также сотрудники Китайской академии наук добились лучших результатов в контроле максимального количества запутанных сверхпроводящих кубитов.

Как

Очевидно, что кубиты это квантовые разряды, а реализовать их могут самые разные объекты, имеющие два квантовых состояния. Например, фотоны или ионы. И от того какие частицы мы применим, во многом будет зависеть результат, к которому так стремятся в лабораториях разных стран и компаний.

Например, ученые из Йельского университета предложили хранить квантовую информацию в звуковых волнах. Частица звука, фонон, может существовать достаточно долго, если будет отскакивать от сапфировых зеркал. А долговечность и стабильность работы — одна из главных проблем квантовых компьютеров. Пока рекорд по поддержанию квантового состояния не превышает 90 микросекунд.

Швейцарские исследователи попытались стабилизировать кубиты при помощи графена. На его основе был сделан конденсатор, который обеспечивает нелинейность, необходимую для генерации квантовых битов.

Инженерам из австралийского Университета Нового Южного Уэльса удалось сохранить кубиты связанными на расстоянии сотен нанометров — а это очень много для квантовых технологий. Предполагается, что новая архитектура позволяет масштабировать чипы, делает их дешевле и проще в изготовлении.

Но самая интересная разработка уходящего года, пожалуй, принадлежит исследователям из Северо-Западного университета (США). Им удалось создать квантовую запутанность внутри биологической системы. Ученые взяли белки водорослей, и запутали фотоны, генерируемые флуоресцирующими молекулами, подвергая их спонтанному четырехволновому смешению.

В результате эксперимента была достигнута поляризация пары фотонов — доказательство того, что квантовое запутывание возможно и в биологических объектах. Теперь ученые намерены создать субстрат для квантовой машины и определить, будет ли он работать эффективнее, чем синтетический. Возможно, самый совершенный компьютер будущего окажется живым.

Зачем

Сферой применения мощных квантовых компьютеров чаще всего называют биологию и медицину. Например, фармакологический концерн Biogen заключил с несколькими компаниями договор о создании квантовой системы, которая сможет сравнивать лекарства на молекулярном уровне; обсчитывать их свойства и предсказывать воздействие на конкретные организмы. Возможно, это приблизит открытие средств для борьбы с рассеянным склерозом, болезнями Альцгеймера и Паркинсона.

Онкологи надеются, что квантовые вычисления помогут победить рак. А в лабораториях IBM реконструируют взаимодействие субатомных компонентов гидрида бериллия, сегодня это самая сложная молекула, которая подверглась квантовому моделированию. Ученые воссоздают каждый электрон в каждом атоме, учитывают все воздействия и надеются, что точная модель позволит найти наиболее стабильную конфигурацию соединения. Если метод оправдает себя, он позволит прогнозировать поведения атомов во многих химических веществах.

И еще одно практическое исследование: сотрудники Google обещают, что в начале этого года чип, разработанный корпорацией, приступит к вычислению задачи, решение которой на классическом компьютере заняло бы несколько миллиардов лет. При этом речь об устройстве на 22 кубита, а мы уже обсуждаем 50-кубитные модели.

И это уже не будущее, это настоящее.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Умные фары не слепят водителей и показывают голограммы
Умные вещи
В 2026 в США будет 2500 беспилотных летающих такси Mobi-One
Транспорт будущего
Открыт метод дистанционной иммунотерапии рака
Борьба с раком
Гены миног дадут человеку возможность восстанавливать спинной мозг
Регенеративная медицина
Высокие цены на хранение данных мешают развитию генной терапии
Генетика
Клинике Мэйо позволили «штамповать» стволовые клетки для экспериментов
Регенеративная медицина
Альтернативная энергетика
Через два года возобновляемая энергия станет дешевле традиционной
Автопроизводители уже инвестировали в электромобили более $90 млрд
Электромобили
Эксперты: «Идея БОДа совершит прорыв в 2018 году»
Мнения
Энергия солнца и ветра составила почти 100% новых мощностей в США
Чистая энергетика
Новые пептиды подталкивают раковые клетки к самоубийству
Борьба с раком
Бундесбанк: «Регулировать биткойн можно только на мировом уровне»
Криптовалюты
Криптовалюты
Майнеры добыли 80% всех биткойнов
Наклейка на кожу подскажет, когда пора прекращать загорать
Технологии здоровья
Спутник для онлайн-трансляций 4К-видео выведен на орбиту
Кейсы
Volvo испытает беспилотный пассажирский автобус в 2019
Транспорт будущего
«К 2022 году гаджеты будут знать о людях больше, чем члены семьи»
Гаджеты
Ученые создают революционные технологии на основе графена
Прорывные технологии
Новый реактивный ранец JB11 станет быстрее и обзаведется парашютом
Транспорт будущего
Экологичный транспорт
Электробаржи заменят тысячи фур в Голландии и Бельгии
Биохакеры ускорили создание искусственной поджелудочной
Биотехнологии
Мрачный прогноз
«Tesla постигнет та же судьба, что и Ford»
Приложение Apple помогло раскрыть дело об убийстве
Кейсы
Baidu запустила платформу для блокчейн-услуг
Блокчейн
Forever Battery — пальчиковые батарейки с беспроводной зарядкой
Умный дом
Новая технология предупредит о слежке с дрона
Идеи
Стоимость солнечной энергии в Австралии упала на 44% с 2012 года
Солнечная энергия
Генная терапия рака увеличит социальное неравенство
Медицина будущего
Создано углеродное волокно из соломы
Новые технологии
Новая уязвимость Intel позволяет взламывать корпоративные ноутбуки
Кибербезопасность
В Британии разрешили платежи через мессенджеры
Мобильные платежи
Panasonic построит в США «умный город будущего»
Умный город
Тренды
Вертикальные фермы захватывают города, тоннели и даже пустыни
Новый модульный дрон может сам собирать себя в полете
Тренды
Эксплуатация электромобиля обходится на 50% дешевле, чем машины с ДВС
Электромобили
Boeing показал концепт гиперзвукового самолета-разведчика
Идеи
Космический грузовик Dragon второй раз вернулся с орбиты на Землю
Частный космос
Ford выпустит полностью электрический внедорожник к 2020 году
Электромобили
Оксфордский стартап проводит испытания универсальной вакцины от гриппа
Медицина будущего
GM показала робомобиль без руля и педалей
Беспилотные автомобили
В Британии разработана самая надежная квантовая система связи
Идеи
Тренды
Как Маск спровоцировал новую космическую гонку
ГМО-бактерии и брокколи помогут победить рак
Борьба с раком
В США фаст-фуд сети заменят часть персонала роботами, чтобы сэкономить
Автоматизация
Слежка за частной жизнью целых наций незаметно становится нормой
Контроль и цензура
Китайские ИТ-специалисты начали покидать Кремниевую долину
Тренды
Тренды
Конец эпохи антибиотиков и подтверждение «биологической аннигиляции»
От высадки на Марс нас отделяют ракеты, скука и радиация
Космические планы
Лучшие новинки CES-2018
Рейтинг лучших