Российские и американские физики создали первый в мире 51-кубитный квантовый компьютер. 51 кубитный квантовый компьютер
Под руководством русского ученого создан первый в мире 51-кубитный квантовый компьютер
Физики собрали и проверили устройство в работе
Группа ученых из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института под руководством Михаила Лукина, профессора физики из Гарварда и сооснователя Российского квантового центра, создала и успешно проверила программируемый квантовый компьютер на базе 51 кубита, став, таким образом, лидером среди участников квантовой гонки. Об этом сам Лукин сообщил, выступая с докладом на IV Международной конференции по квантовым технологиям в Москве (ICQT-2017) 14 июля.
«Множество научных групп сейчас пытаются создать универсальный квантовый компьютер, в эти проекты вкладывают средства многие правительства и корпорации. Вычислительные элементы таких компьютеров – кубиты – построены на основе квантовых объектов: ионов, охлажденных атомов или фотонов, способных находиться в суперпозиции нескольких состояний. Это позволяет квантовым компьютерам одновременно, за один такт, делать сразу множество вычислений. 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. Возможности квантовых компьютеров зависят от числа кубитов. Уже несколько десятков кубитов могут дать такой выигрыш в вычислительной мощности, который недостижим для классических компьютеров. Сегодня квантовая лаборатория корпорации Google под руководством Джона Мартиниса планирует эксперименты на компьютере с 49 кубитами, IBM уже проводит эксперименты с 17-кубитным устройством. Создание 51-кубитного компьютера – гигантский шаг вперед в этой области».
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. Большинство современных квантовых компьютеров основаны на использовании сверхпроводящих кубитов на основе контактов Джозефсона.
Лукину и его коллегам 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 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.
В ближайшее время ученые намерены продолжить эксперименты с квантовым компьютером, возможно, они попытаются использовать эту систему для проверки алгоритмов квантовой оптимизации, которые позволяют превзойти существующие компьютеры, - сообщает пресс-служба компании Acronis.
www.ng.ru
Физики из России и США создали первый 51-кубитный квантовый компьютер
Российские и американские ученые, работающие в Гарварде, создали и проверили первый в мире квантовый компьютер, состоящий из 51 кубита. Устройство пока является самой сложной вычислительной системой такого рода, заявил профессор Гарвардского университета, сооснователь Российского квантового центра (РКЦ) Михаил Лукин.
Физик сообщил об этом, выступая с докладом на Международной конференции по квантовым технологиям ICQT-2017, которая проводится под эгидой РКЦ в Москве. Это достижение позволило группе Лукина стать лидером в "гонке" по созданию полноценного квантового компьютера, которая неофициально проходит уже несколько лет между несколькими группами ведущих физиков мира.
Квантовые компьютеры представляют собой особые вычислительные устройства, чья мощность растет экспоненциальным образом благодаря использованию законов квантовой механики в их работе. Все подобные устройства состоят из кубитов — ячеек памяти и одновременно примитивных вычислительных модулей, способных хранить в себе спектр значений между нулем и единицей.
Сегодня существует два основных подхода к разработке подобных устройств – классический и адиабатический. Сторонники первого из них пытаются создать универсальный квантовый компьютер, кубиты в котором подчинялись бы тем правилам, по которым работают обычные цифровые устройства. Работа с подобным вычислительным устройством в идеале не будет сильно отличаться от того, как инженеры и программисты управляют обычными компьютерами. Адиабатический компьютер проще создать, но он ближе по принципам своей работы к аналоговым компьютерам начала 20 века, а не к цифровым устройствам современности.
В прошлом году сразу несколько команд ученых и инженеров из США, Австралии и ряда европейских стран заявляли о том, что они близки к созданию подобной машины. Лидером в этой неформальной гонке считалась команда Джона Мартиниса из компании Google, разрабатывающая необычный "гибридный" вариант универсального квантового вычислителя, сочетающего в себе элементы аналогового и цифрового подхода к таким расчетам.
Лукин и его коллеги по РКЦ и Гарварду обошли группу Мартиниса, которая, как рассказал Мартинис РИА "Новости", сейчас работает над созданием 22-кубитной вычислительной машины, используя не сверхпроводники, как ученые из Google, а экзотические "холодные атомы".
Как обнаружили российские и американские ученые, набор атомов, удерживаемых внутри специальных лазерных "клеток" и охлажденных до сверхнизких температур, можно использовать в качестве кубитов квантового компьютера, сохраняющих стабильность работы при достаточно широком наборе условий. Это позволило физикам создать пока самый большой квантовый вычислитель из 51 кубита.
Используя набор подобных кубитов, команда Лукина уже решила несколько физических задач, чрезвычайно сложных для моделирования при помощи "классических" суперкомпьютеров. К примеру, российские и американские ученые смогли просчитать то, как ведет себя большое облако частиц, связанных между собой, обнаружить ранее неизвестные эффекты, возникающие внутри него. Оказалось, что при затухании возбуждения в системе могут остаться и удерживаться фактически бесконечно некоторые типы колебаний, о чем раньше ученые не подозревали.
Для проверки результатов этих вычислений Лукину и его коллегам пришлось разработать специальный алгоритм, который позволил провести аналогичные расчеты в очень грубом виде на обычных компьютерах. Результаты в целом совпали, это подтвердило, что 51-кубитная система ученых из Гарварда работает на практике.
В ближайшее время ученые намерены продолжить эксперименты с квантовым компьютером. Лукин не исключает, что его команда попытается запустить на нем знаменитый квантовый алгоритм Шора, который позволяет взломать большинство существующих систем шифрования на базе алгоритма RSA. По словам Лукина, статья с первыми результатами работы квантового компьютера уже была принята к публикации в одном из рецензируемых научных журналов.
www.atomic-energy.ru
: Технологии и медиа :: РБК
Российские физики создали первый программируемый квантовый компьютер на базе 51 кубита, об этом говорится в сообщении Российского квантового центра (РКЦ).
«Лукину и его коллегам удалось решить с помощью своего квантового вычислителя задачу моделирования поведения множества связанных частиц, которая была практически нерешаема с помощью классических компьютеров», — говорится в сообщении РКЦ.
Физик и сооснователь Российского квантового центра Михаил Лукин, который руководил работой по созданию 51-кубитного квантового компьютера, рассказал, что эти аппараты 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 сверхпроводники, работающие при комнатной температуре, моделировать работу мозга», — рассказал Лукин.
По его словам, вычислительные элементы квантовых компьютеров построены на основе квантовых объектов — ионов, охлажденных атомов или фотонов, способных находиться в суперпозиции нескольких состояний, что позволяет им одновременно, то есть за один такт, делать сразу множество вычислений.
«Сегодня квантовая лаборатория Google под руководством Джона Мартиниса планирует эксперименты на компьютере с 49 кубитами, IBM уже проводит эксперименты с 17-кубитным устройством. Создание 51-кубитного компьютера — гигантский шаг вперед в этой области», — заявил физик.
Он также добавил, что в ближайшее время ученые намерены продолжить эксперименты с квантовым компьютером. Возможно, они попытаются запустить на нем знаменитый квантовый алгоритм Шора, который позволяет «взламывать» большинство существующих систем шифрования на базе RSA.
В мае 2015 года российские ученые заявили о создании необходимого для производства квантового компьютера сверхпроводящего кубита.
Квантовые кубиты (биты) представляют собой основной элемент квантовых компьютеров — аппаратов, способных производить вычисления со скоростью, в несколько раз превышающей скорость работы современных суперкомпьютеров.
www.rbc.ru
Ученые рассказали о секретах работы первого 51-кубитного компьютера
МОСКВА, 29 ноя – РИА Новости. Физики из MIT и России раскрыли принципы работы первого в мире 51-кубитного квантового компьютера, о создании которого Михаил Лукин объявил в июле этого года на конференции ICQT-2017 в Москве, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Австралийские физики создали первые "дальнобойные" кубиты"Подобные машины можно использовать не только для науки, но и решения оптимизационных задач. Похоже, что мы можем решить очень сложные проблемы, управляя положением атомов и тем, как они взаимодействуют друг с другом. Пока не понятно, будут ли такие квантовые алгоритмы быстрее их классических конкурентов, однако сейчас мы вплотную приблизились к их проверке на практике, используя квантовые системы, содержащие в себе сотни кубитов. Все это очень интересно и для науки", — рассказывает Лукин. Сегодня существует два основных подхода к разработке подобных устройств — классический и адиабатический. Сторонники первого из них пытаются создать универсальный квантовый компьютер, кубиты в котором подчинялись бы тем правилам, по которым работают обычные цифровые устройства.
Работа с подобным вычислительным устройством в идеале не будет сильно отличаться от того, как инженеры и программисты управляют обычными компьютерами. Адиабатический компьютер проще создать, но он ближе по принципам своей работы к аналоговым компьютерам начала XX века, а не к цифровым устройствам современности.
В прошлом году сразу несколько команд ученых и инженеров из США, Австралии и ряда европейских стран заявляли о том, что они близки к созданию подобной машины. Лидером в этой неформальной гонке считалась команда Джона Мартиниса из компании Google, разрабатывающая необычный "гибридный" вариант универсального квантового вычислителя, сочетающего в себе элементы аналогового и цифрового подхода к таким расчетам.
Так художник представил себе то, как работает квантовый компьютер Михаила Лукина и его коллег
Михаил Лукин, профессор Гарвардского университета и сооснователь Российского квантового центра (РКЦ), неожиданно для всех опередил Мартиниса в этой гонке, заявив 14 июля этого года о том, что его команде удалось создать 51-кубитную машину, и пообещав рассказать о принципах ее работы и устройства в одном из ведущих научных журналов.
"В нашем компьютере все происходит внутри небольшой вакуумной камеры, внутри которой находится очень разреженное облако из атомов, охлажденных до околонулевых температур. Когда мы "обстреливаем" это облако примерно сотней лазерных лучей, каждый из них превращается в ловушку, которая удерживает в себе ровно один атом и в принципе не может содержать два атома. После этого начинается все самое интересное", — рассказывает Лукин.
Физик из Google: мы близки к созданию "рабочего" квантового компьютера Роль кубитов в данном случае играют особые частицы, которые физики называют "атомами Ридберга". Они представляют собой атомы рубидия-87 или других щелочных металлов, чей свободный электрон был "отодвинут" на огромное расстояние от ядра при помощи особых лазерных или радиоволновых импульсов. Благодаря этому размеры атома увеличиваются примерно в миллион раз.
Подобными "атомами" гораздо проще манипулировать, чем их обычными "кузенами", и они обладают одним чрезвычайно полезным свойством для квантовых компьютеров – они отталкивают друг друга и взаимодействуют друг с другом на очень больших расстояниях.
Это позволило Лукину и его команде превратить набор из нескольких десятков подобных "атомов" в адиабатический квантовый компьютер, работой кубитов которых ученые могут управлять, обстреливая их еще одним лазером.
Физики из России и США создали первый 51-кубитный квантовый компьютер Данный компьютер, как и прочие аналоговые квантовые машины, работает "сам по себе", без вмешательства со стороны ученых, благодаря квантовым взаимодействиям атомов Ридберга между собой, которые происходят после того, как физики временно отключают лазеры, удерживавшие их на месте во время "настройки" компьютера.
Первые эксперименты с этим вычислителем, как рассказывал Лукин летом в Москве, уже позволили физикам раскрыть несколько любопытных квантовых эффектов, о существовании которых ученые раньше не подозревали. Лукин и его коллеги надеются, что создание более сложных машин, состоящих из сотен кубитов, поможет раскрыть их природу и понять, можно ли использовать подобные аналоговые вычислители для решения серьезных практических задач.
ria.ru
Российские физики создали первый в мире 51-кубитный квантовый компьютер
Группа физиков из США и России создала и успешно испытала программируемый квантовый компьютер на базе 51 кубита. Об этом сообщается в пресс-релизе Российского квантового центра, поступившего в редакцию Indicator.Ru.
Множество научных групп сейчас пытаются создать универсальный квантовый компьютер, в эти проекты и вкладывают средства многие правительства и корпорации. Вычислительные элементы таких компьютеров — кубиты — действуют на основе квантовых объектов: ионов, охлажденных атомов или фотонов, способных находиться в суперпозиции нескольких состояний. Это позволяет квантовым компьютерам одновременно, за один такт, делать сразу множество вычислений. Квантовые компьютеры смогут справляться с задачами, для решения которых классическим компьютерам потребовались бы миллиарды лет.
Возможности квантовых компьютеров зависят от числа кубитов. Уже несколько десятков кубитов могут дать такой выигрыш в вычислительной мощности, который недостижим для классических компьютеров. Сегодня квантовая лаборатория корпорации Google под руководством Джона Мартиниса планирует эксперименты на компьютере с 49 кубитами, IBM уже проводит эксперименты с 17-кубитным устройством. Создание 51-кубитного компьютера — гигантский шаг вперед в этой области. Группа ученых из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института под руководством Михаила Лукина, профессора физики из Гарварда и сооснователя Российского квантового центра, использовали кубиты на основе холодных атомов, которые удерживались оптическими «пинцетами» — специальным образом организованными лазерными лучами. Большинство современных квантовых компьютеров основаны на использовании сверхпроводящих кубитов на основе контактов Джозефсона.Лукину и его коллегам 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 им удалось предсказать несколько ранее неизвестных эффектов, которые затем были проверены с помощью обычных компьютеров.
В ближайшее время ученые намерены продолжить эксперименты с квантовым компьютером. Возможно, они попытаются использовать эту систему для проверки алгоритмов квантовой оптимизации, которые позволяют превзойти существующие вычислительные машины.
По словам Лукина, выступившего с докладом на IV Международной конференции по квантовым технологиям в Москве (ICQT-2017) 14 июля, статья с результатами работы принята к публикации и в воскресенье появится на сервере препринтов arXiv. Вечером 14 июля Лукин примет участие в открытой дискуссии на конференции ICQT, которая состоится после публичной лекции Джона Мартиниса.
Читайте также
news.rambler.ru
Российские и американские физики создали первый в мире 51-кубитный квантовый компьютер
Устройство пока является самой сложной вычислительной системой такого рода
Российские и американские ученые, работающие в Гарварде, создали и проверили первый в мире квантовый компьютер, состоящий из 51 кубита, сообщает РИА Новости. Устройство пока является самой сложной вычислительной системой такого рода, заявил профессор Гарвардского университета, сооснователь Российского квантового центра (РКЦ) Михаил Лукин.
Физик сообщил об этом, выступая с докладом на Международной конференции по квантовым технологиям ICQT-2017, которая проводится под эгидой РКЦ в Москве. Это достижение позволило группе Лукина стать лидером в гонке по созданию полноценного квантового компьютера, которая неофициально проходит уже несколько лет между несколькими группами ведущих физиков мира.
Квантовые компьютеры представляют собой особые вычислительные устройства, чья мощность растет экспоненциальным образом благодаря использованию законов квантовой механики в их работе. Все подобные устройства состоят из кубитов — ячеек памяти и одновременно примитивных вычислительных модулей, способных хранить в себе спектр значений между нулем и единицей.
Сегодня существует два основных подхода к разработке подобных устройств — классический и адиабатический. Сторонники первого из них пытаются создать универсальный квантовый компьютер, кубиты в котором подчинялись бы тем правилам, по которым работают обычные цифровые устройства. Работа с подобным вычислительным устройством в идеале не будет сильно отличаться от того, как инженеры и программисты управляют обычными компьютерами. Адиабатический компьютер проще создать, но он ближе по принципам своей работы к аналоговым компьютерам начала XX века, а не к цифровым устройствам современности.
В прошлом году сразу несколько команд ученых и инженеров из США, Австралии и ряда европейских стран заявляли о том, что они близки к созданию подобной машины. Лидером в этой неформальной гонке считалась команда Джона Мартиниса из компании Google, разрабатывающая необычный "гибридный" вариант универсального квантового вычислителя, сочетающего в себе элементы аналогового и цифрового подхода к таким расчетам.
Лукин и его коллеги по РКЦ и Гарварду обошли группу Мартиниса, которая, как рассказал Мартинис РИА Новости, сейчас работает над созданием 22-кубитной вычислительной машины, используя не сверхпроводники, как ученые из Google, а экзотические "холодные атомы".
Как обнаружили российские и американские ученые, набор атомов, удерживаемых внутри специальных лазерных "клеток" и охлажденных до сверхнизких температур, можно использовать в качестве кубитов квантового компьютера, сохраняющих стабильность работы при достаточно широком наборе условий. Это позволило физикам создать пока самый большой квантовый вычислитель из 51 кубита.
Используя набор подобных кубитов, команда Лукина уже решила несколько физических задач, чрезвычайно сложных для моделирования при помощи "классических" суперкомпьютеров. К примеру, российские и американские ученые смогли просчитать то, как ведет себя большое облако частиц, связанных между собой, обнаружить ранее неизвестные эффекты, возникающие внутри него. Оказалось, что при затухании возбуждения в системе могут остаться и удерживаться фактически бесконечно некоторые типы колебаний, о чем раньше ученые не подозревали.
Для проверки результатов этих вычислений Лукину и его коллегам пришлось разработать специальный алгоритм, который позволил провести аналогичные расчеты в очень грубом виде на обычных компьютерах. Результаты в целом совпали, это подтвердило, что 51-кубитная система ученых из Гарварда работает на практике.
В ближайшее время ученые намерены продолжить эксперименты с квантовым компьютером. Лукин не исключает, что его команда попытается запустить на нем знаменитый квантовый алгоритм Шора, который позволяет взломать большинство существующих систем шифрования на базе алгоритма RSA. По словам Лукина, статья с первыми результатами работы квантового компьютера уже была принята к публикации в одном из рецензируемых научных журналов.
scientificrussia.ru
Группа Лукина в Гарварде создала самый мощный в мире квантовый компьютер
Российские и американские ученые, работающие в Гарварде, создали и проверили первый в мире 51-кубитный квантовый компьютер — саму сложную вычислительную систему такого рода.
О этом заявил заявил профессор Гарвардского университета, сооснователь Российского квантового центра (РКЦ) Михаил Лукин, сообщают РИА Новости.
Физик рассказал об этом на Международной конференции по квантовым технологиям ICQT-2017 в Москве.
Это достижение позволило группе Лукина стать лидером в "гонке" по созданию полноценного квантового компьютера, которая неофициально проходит уже несколько лет между несколькими группами ведущих физиков мира.
Квантовые компьютеры представляют собой особые вычислительные устройства, чья мощность растет экспоненциальным образом благодаря использованию законов квантовой механики в их работе.
Все подобные устройства состоят из кубитов — ячеек памяти и одновременно примитивных вычислительных модулей, способных хранить в себе спектр значений между нулем и единицей.
Сегодня существует два основных подхода к разработке подобных устройств – классический и адиабатический.
Сторонники первого из них пытаются создать универсальный квантовый компьютер, кубиты в котором подчинялись бы тем правилам, по которым работают обычные цифровые устройства.
Работа с подобным вычислительным устройством в идеале не будет сильно отличаться от того, как инженеры и программисты управляют обычными компьютерами.
Адиабатический компьютер проще создать, но он ближе по принципам своей работы к аналоговым компьютерам начала 20 века, а не к цифровым устройствам современности.
В прошлом году сразу несколько команд ученых и инженеров из США, Австралии и ряда европейских стран заявляли о том, что они близки к созданию подобной машины.
Лидером в этой неформальной гонке считалась команда Джона Мартиниса из компании Google, разрабатывающая необычный "гибридный" вариант универсального квантового вычислителя, сочетающего в себе элементы аналогового и цифрового подхода к таким расчетам.
Лукин и его коллеги по РКЦ и Гарварду обошли группу Мартиниса, которая сейчас работает над созданием 22-кубитной вычислительной машины, используя не сверхпроводники, как ученые из Google, а экзотические "холодные атомы".
Как обнаружили российские и американские ученые, набор атомов, удерживаемых внутри специальных лазерных "клеток" и охлажденных до сверхнизких температур, можно использовать в качестве кубитов квантового компьютера, сохраняющих стабильность работы при достаточно широком наборе условий. Это позволило физикам создать пока самый большой квантовый вычислитель из 51 кубита.
Используя набор подобных кубитов, команда Лукина уже решила несколько физических задач, чрезвычайно сложных для моделирования при помощи "классических" суперкомпьютеров.
К примеру, российские и американские ученые смогли просчитать то, как ведет себя большое облако частиц, связанных между собой, обнаружить ранее неизвестные эффекты, возникающие внутри него. Оказалось, что при затухании возбуждения в системе могут остаться и удерживаться фактически бесконечно некоторые типы колебаний, о чем раньше ученые не подозревали.
Для проверки результатов этих вычислений Лукину и его коллегам пришлось разработать специальный алгоритм, который позволил провести аналогичные расчеты в очень грубом виде на обычных компьютерах. Результаты в целом совпали, это подтвердило, что 51-кубитная система ученых из Гарварда работает на практике.
В ближайшее время ученые намерены продолжить эксперименты с квантовым компьютером. Лукин не исключает, что его команда попытается запустить на нем знаменитый квантовый алгоритм Шора, который позволяет взломать большинство существующих систем шифрования на базе алгоритма RSA.
По словам Лукина, статья с первыми результатами работы квантового компьютера уже была принята к публикации в одном из рецензируемых научных журналов.
На фото: М.Лукин. © Serious science
"Русское поле"
Затраты на реализацию проекта "Русское поле" частично покрываются за счет денежных средств, предоставленных фондом "Русский мир"
russkoepole.de
