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.

Загрузка...
Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Ричард Вдовьяк, Philips: «В будущем диагностировать заболевания будут не только врачи, но и сами пациенты»
Тренды
Роcкосмос закрывает проект «Протон»
Частный космос
Шедевры за биткоины: Как криптовалюта меняет рынок искусства
Блокчейн
Почему «московий» и «оганесон» устроили раскол между физиками и химиками?
Кейсы
Тренды
Сэр Харшад Бадехиа — о бронежилетах будущего, русских математиках и металлургии
«Надежнее золота»: блокчейн в цифрах
Блокчейн
Бас Лансдорп, Mars One: «Моя жена отдала бы все, чтобы не лететь на Марс»
Полет на Марс
Как big data, блокчейн и 3D-печать сделали пищу полезнее
Мнения
Томас Циммерман, IBM, — о том, как остановить конец света, спасая планктон
Тренды
Без Siri, Алисы и «Окей, Google»: как и зачем нас подслушивают собственные телефоны
Тренды
Шрада Агарвал, Outcome Health: «Когда человек знает о своей болезни, от этого выигрывает и он, и фарма»
Мнения
Тренды
«Дорогая, я ухожу от тебя к роботу!»: заменят ли секс-андроиды реальные отношения?
7 правил для начинающих и разумных блокчейн-инвесторов
ICO
Четвертая революция: как интернет вещей изменит промышленность и нефтедобычу
Тренды
Не витайте в «облаках»: как провайдеры обманывают доверчивых клиентов
Мнения
Тренды
Когда мы начнем летать на автомобилях в городе?
Как в Россию проникают технологии: интернет-рестораны, маникюр на дому и «умное» страхование
Кейсы
Гендиректор Uber Дара Хосровшахи: «Автомобили должны ездить в трех измерениях»
Мнения
Олег Бабкин: «Системных администраторов никто не обучает, обучают только разработчиков»
Мнения
«Чтобы создать новое лекарство, нужно 10–12 лет и миллиард долларов»
Мнения
Сооснователь «Евросети» Тимур Артемьев: «Мы будем летать из Лондона в Сидней через космос. Так ближе»
Тренды
Новый стандарт рекламного рынка: что нужно знать о programmatic, чтобы рекламироваться эффективно
Тренды
Иван Горшунов, Etcetera, — о мобильных приложениях, стартапах и «внутренней девятиэтажке», которая мешает заглянуть за горизонт
Мнения
Билетный IT: как построить технологическую платформу вокруг билетного бизнеса
Кейсы
Cognitive Technologies: как российское бездорожье поможет искусственному интеллекту водить машины лучше, чем люди
Кейсы
Кейсы
10 предпринимателей — о том, как им помогают новые технологии в жизни и бизнесе
Don’t open the doors: как сделать игру из пластилина в одиночку (и привлечь инвестора на следующий проект)
Кейсы
Софт, бот, нейросеть: айтишники объясняют, почему не боятся автоматизации, роботизации и ИИ
Кейсы
Специалист по лучевой диагностике Сергей Морозов: искусственный интеллект возьмет на себя 30% функций врача и до 60% функций лаборантов
Мнения
Системный архитектор Алексей Усов — о Red Hat, международных стандартах, Linux и «Платоне»
Мнения
Microsoft впервые за три года обогнала Google по капитализации. Теперь компания — в тройке самых дорогих
Тренды
Массачусетский институт показал неопубликованное ранее видео из выступления Стива Джобса
Тренды
Сельское хозяйство
Российская компания представила систему, которая превращает любой трактор и комбайн в беспилотник
Антон Трантин, Pulsar VC: почему вашему стартапу не нужен блокчейн
Блокчейн
Одна распознает, другая проверяет, третья следит, чтобы никто не мухлевал: как нейронные сети работают над изображениями и видео
Тренды
«Ну как бы э-э-э»: почему Google Duplex — не прорыв
Тренды
Ростуризм предложил создать аналог Booking.com в России
Мнения
В Бурятии прошло новое тестирование почтовых дронов. На этот раз беспилотник не разбился
Тренды
Создатели Pokemon Go выпустят новую игру в 2018 году
Кейсы
Роман Аранин, Observer: «Мы не хотим делать инвалидные коляски уровня «Жигулей»
Мнения
Кейсы
Большинство популярных витаминов оказались бесполезными
Virgin Galactic провела успешное испытание космического корабля для туристов
Частный космос
В США представили мобильную энергоэффективную деревню, напечатанную на 3D-принтере
Умный дом
Тренды
Сбербанк начнет выдавать биометрические водительские права уже в декабре 2018 года
Китай пригласил любые страны развивать свою околоземную станцию — замену МКС
Частный космос
Samsung открыла в России центр искусственного интеллекта — в нем будут сотрудничать со стартапами и студентами
Тренды
Инженеры BMW и MIT работают над проектом надувного автомобиля
Тренды
Исследование показало, что худшие пароли — названия музыкальных групп, брендов и футбольных команд
Кейсы
Ученые нашли в Антарктиде три огромных каньона, скрытых под 2 километрами льда
Тренды