Квантовите изчисления идват на десктопа – без зверско охлаждане

Десктоп системата на Quantum Brilliance е истински пробив в квантовите изчисления(снимка: Quantum Brilliance)   05 Октомври, 11:48     0  

Скоро системата ще стане достатъчно малка, за да се побере и в мобилни устройства като смартфоните

За момента свръхпроводящите квантови компютри са огромни и невероятно взискателни машини. Те трябва да бъдат изолирани от всичко, което може да повлияе на спина на електрона и да провали изчисленията, отбелязва . Затова се изгражда мощна механична изолация чрез вакуумни камери, където в пространство от 1-2 кубични метра могат да останат само няколко молекули. Специални метални обвивки пазят квантовите системи от всевъзможни външни електромагнитни сили.

Не по-малко важна е температурата. Всеки атом с температура над абсолютната нула е по дефиниция в състояние на вибрация и всяка температура над 10-15 хилядни от градуса над абсолютната нула влияе на кюбитите до точката, в която те не могат да поддържат „съгласуваност” (кохерентност). Затова повечето съвременни квантови компютри трябва да бъдат „зверски” охлаждани чрез криогенни технологии – сложно оборудване, което прави системите скъпи и трудни за поддържане.

Всичко това означава, че квантовите изчисления не са достъпна, преносима или лесно мащабируема технология. Но една нова австралийска компания казва, че е разработила квантов микропроцесор, който не се нуждае от нито една от въпросните сложности. Всъщност системата работи „щастливо” при стайна температура. В момента тя е с размера на шкаф. Скоро ще бъде с размерите на прилична графична карта, а не след дълго може да стане достатъчно малка, за да се побере в мобилни устройства като смартфоните.

Ако младата компания направи това, което обещава, ще можем да интегрираме предимствата на квантовите изчисления в устройства от почти всякакъв размер, освобождавайки тази мощна нова технология от ограниченията на размера и разходите на суперкомпютрите. Разтърсваща промяна, нали?

е основана през 2019 г. в резултат на изследвания, проведени от нейните основатели в Австралийския национален университет. Там те са разработили техники за производство, мащабиране и контрол на кюбити, вградени в синтетичен диамант.

Само по себе си творението на Quantum Brilliance не е ново – квантовите кюбити на стайна температура съществуват експериментално повече от 20 години. Приносът на австралийската компания е в това как прецизно да се произвеждат тези малки системи, в миниатюризирането и интегрирането на контролните структури, които са нужни за получаване на информация в и извън кюбитите – двете ключови области, които до този момент пречат на квантовите устройствата да станат достъпни.

„Диамантът е много твърд материал”, казва съоснователят на QB и главен оперативен директор Марк Луо. „Той наистина може да запази много от тези свойства – позволявайки на квантовите явления да бъдат по-стабилни в сравнение с други системи, разработвани по света”.

Основното свойство, което се използва в случая, е ядреното въртене, а не въртенето на електрон, обяснява Марк Матингли-Скот, който ще ръководи операциите на компанията в Германия. „Атомът се влияе много по-малко за топлинните вибрации например от електрон, така че по този начин можем да ги пуснем да работят при стайна температура”.

Quantum Brilliance вече е изградила редица „Квантови комплекти за разработка” във вид на шкафове, всеки с около 5 кюбита, с които да се работи, и ги предлага на клиенти с цел сравнителен анализ, интеграция, възможности за съвместно проектиране – и за да позволи на компаниите да започнат да разработват свои собствени системи, които да бъдат практически полезни и изгодни, след като излязат на пазара.

Очаква се така да бъде формиране 50-кюбитова продуктова линия, наречена „Квантов акселератор” – до около 2025 г. „Ние смятаме, че в рамките на десетилетие ще можем да създадем и квантова технология от типа система-върху-чип, предназначена за мобилни устройства”, казва Луо.

„По отношение на комерсиализацията ние имаме суперкомпютърния център Pawsey, който понастоящем е най-големият в Южното полукълбо, съсобственост на CSIRO и някои други университети. Създадохме, по същество, първия австралийски център за квантови иновации за суперкомпютри и програмата Pawsey Pioneer, в която индустрията и изследователските групи могат да използват нашата квантова операционна система”, допълва Луо.

„Изграждаме първата в света диамантена квантова изчислителна система, работеща на стайна температура, в Pawsey, която трябва да е готова през първото тримесечие на 2022 г. – трябваше да я инсталираме този месец, но заради закъсненията заради Covid се забавихме. Планираме да изградим подобна система и в Германия, поради което сме толкова щастливи, че Марк се присъедини към нас, за да ръководи операциите ни в Европа и Германия”, обобщава съоснователят на QB.

Но как се справят новите квантови компютри в сравнение с „традиционните” свръхпроводящи квантови компютри? Изключително добре, твърди Матингли-Скот.

„Има един коефициент на полезност, който да приложите към способността на отделните кюбити да бъдат полезни – и това е времето на „съгласуваност”. Свръхпроводящите кюбити обикновено запазват своята кохерентност за може би 100-150 микросекунди. В диамантените системи със стайна температура говорим за цели милисекунди. Това е около хиляда пъти по-продължително време – което означава, че можете да направите много повече”, разказва специалистът.

Но това е една част от уравнението; другата част е процентът на грешките. „Кюбитите по същество имат процент на грешки, дори преди да загубят „съгласуваност” и да се изпаднат в чиста случайност. Степента на грешки, която получаваме с нашата технология, е много, много добра”, допълва той.

Как ще се промени светът при навлизането на новата технология? Очакванията на създателите на системата са първите ѝ приложения да бъдат за решаване задачи, свързани със симулиране на почти всичко с атомна структура, която проявява квантово-механично поведение. Това може да бъде фармакологично разработване на лекарства, разработване на електроди за батерии, генериране на енергия – все области, където новият вид съоръжения биха могли да окажат незабавно въздействие.

Приложение ще има и в математическите операции, които залягат в основата на машинното обучение и изкуствения разум – бързо развиваща се област сама по себе си. Технологията може да намери място в задачи, които включват оптимизация, например опити за намаляване на потреблението на енергия в цяла глобална бизнес-структура на голяма логистична компания.

„Потенциалното въздействие на квантовите изчисления върху бизнеса е, че ще променят коренно почти всичко, което правим, и начина, по който го правим. Ако можете да премахнете изискването за криогенно охлаждане на компютъра, той напълно променя стойността, която ви предлага”, казва Матингли-Скот.

„В нашия петгодишен план да създадем квантов акселератор с размерите на графична карта има много несигурности и неизвестни променливи. Но ние не чакаме никакви вълшебни нови технологии. Знаем как да стигнем до това устройство, просто трябва да запретнем ръкави и да го направим. И да го индустриализираме, да увеличим добивите и капацитета”, заключава Скот.

Източник: technews.bg

Технологии  
подобни  

3D технологията SpatialLabs помага не само на дизайнерите

Триизмерните преживявания намират приложение в различни сфери


  14 Октомври, 09:15      0  

Полша първа в ЕС се насочва към малки ядрени реактори

Планира да преоборудва въглищните централи с чужда помощ

Създават летящи миниатюрни чипове за наблюдение

Учените заимстват дизайна от семената на мадагаскарския жасмин

Физици „завъртяха” светлината при стайна температура

Технологията може да даде тласък на квантовите компютри



от седмицата

видео

Лекар показа как да се справим бързо със запушен нос


Photo Smart Vratsa
последни

вицове

Сутрин едно разлято кафе действа много по-разсънващо от едно изпито.

още вицове

©2015-2021 Vratsa Guide.