Как решать задачи в миллиард раз быстрее

Как решать задачи в миллиард раз быстрее

В мире создан 51-кубитный квантовый компьютер

Русская планета

Профессор физики из Гарварда и сооснователь Российского квантового центра Михаил Лукин, выступая с докладом на IV Международной конференции по квантовым технологиям в Москве (ICQT-2017) 14 июля, сообщил, что идея создания квантового компьютера успешно воплощена в жизнь. Физики создали и проверили в работе первый в мире 51-кубитный квантовый компьютер.

В проекты по созданию универсального квантового компьютера многие правительства и корпорации, например, такие как Google, IBM, Microsoft или китайский интернет-ритейлер Alibaba, вкладывают немалые средства и силы. Разные научные коллективы пытаются создать физические основы для квантового компьютера разными путями. Ведь даже несколько десятков кубитов могут дать огромный выигрыш в вычислительной мощности. Сегодня квантовая лаборатория корпорации Google под руководством Джона Мартиниса планирует эксперименты на компьютере с 49 кубитами, IBM проводит эксперименты с 17-кубитным устройством.

По словам Лукина квантовые компьютеры смогут справляться с задачами, для решения которых классическим компьютерам потребовались бы миллиарды лет. Например, с их помощью можно моделировать поведение сложных квантовых систем, и создавать новые материалы с уникальными свойствами. И не случайно, что появление на рынке данной квантовой разработки даст гигантский разрыв между теми, кто владеет, и тем, кто нет.

Таким образом, создав и успешно проверив программируемый квантовый компьютер на базе 51 кубита, группа ученых из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института под руководством Лукина, стала на сегодняшний день лидером среди участников данной квантовой гонки, совершив гигантский шаг вперед в этой области.

Квантовый компьютер — перспективное направление развития вычислительных машин. В современных компьютерах единицей информации является бит, который может находиться в одном из двух возможных положений — ноль или единица. Единица информации в квантовом компьютере — кубит — в свою очередь может находиться в «суперпозиции», т. е. быть и нулем, и единицей одновременно. Это позволяет значительно ускорить вычисления, а также сделать решаемыми задачи, которые недоступны для любых современных компьютеров.

Как сообщил Лукин, выступая на конференции ICQT, он и его коллеги использовали кубиты на основе холодных атомов, которые удерживались оптическими «пинцетами» — специальным образом организованными лазерными лучами. Ученым удалось решить с помощью своего квантового вычислителя задачу моделирования поведения квантовых систем из множества частиц, которая была практически нерешаема с помощью классических компьютеров.

Более того, в результате экспериментов им удалось предсказать несколько ранее неизвестных эффектов, которые затем были проверены с помощью обычных компьютеров. Полученные результаты были постфактум проверены на обычных компьютерах. Ученым удалось найти способ приближенных вычислений, которые помогли получить сходный результат на классическом компьютере.

Михаил Лукин добавляет, что в ближайшее время они намерены продолжить эксперименты с квантовым компьютером. И возможно, что ученые попытаются использовать эту систему для проверки алгоритмов квантовой оптимизации, позволяющей значительно превзойти все существующие ныне компьютеры.