Содержание
В Китае разработали самый мощный в мире квантовый компьютер
НовостиТехнологии
13.12.2020
1 507 1 минута чтения
В недавнем исследовании китайские исследователи заявили, что, возможно, они разработали самый быстрый компьютер в мире. Эта машина, получившая название Jiuzhang, в 10 миллиардов раз мощнее процессора Google.
Мы все еще находимся в световых годах до перехода к использованию квантовых компьютеров. Тем не менее исследования быстро развиваются и в конечном итоге должны сделать этот тип машин будущим вычислительной техники. Сегодня эти компьютеры встречаются редко, но тем не менее находят свое применение в самых разных секторах, таких как научные исследования, финансы, криптография или даже разработка автономных автомобилей. В последние годы создание максимально мощного процессора было предметом жесткой конкуренции между двумя гигантами США: Google и IBM.
Однако недавно китайские исследователи нарушили ход этой титанической дуэли.
В исследовании, опубликованном в журнале Science 3 декабря 2020 года, команда из Университета науки и технологий Китая (USTC) обнародовала «победу» Цзюйчжана, своего чемпиона (см. Видео в конце статьи). По их словам, их процессор в 10 миллиардов раз мощнее, чем у квантового компьютера Sycamore от Google. Представленный в 2019 году, последний позволил фирме заявить о своем «квантовом превосходстве».
«Хотя Jiuzhang и Sycamore предназначены для решения различных задач, скорость вычислений может считаться наиболее важным показателем прогресса. В мире кунг-фу скорость определяет победителя«, — сказал Чаоян Лу, содиректор исследования.
Между процессорами Sycamore и Juizhang есть несколько конструктивных отличий. Первый основан на сверхпроводящих материалах, а второй — на оптических схемах. Эти оптические схемы позволяют использовать определенный протокол: отбор проб бозонов (GBS). Это параллель фотонов, которые мы отправляем в своего рода лабиринт призм и зеркал. Затем мы измеряем распределение каждого фотона в конце пути.
Тем не менее по мнению исследователей, квантовый процессор компьютера Jiuzhang будет демонстрировать беспрецедентную производительность. Лучшему китайскому суперкомпьютеру потребуется 2,5 миллиарда лет, чтобы вычислить результаты этой операции с аналогичными результатами! В случае с Цзючжаном достаточно всего трех минут. Этим компьютером Китай намеревается напомнить миру, что он находится в авангарде квантового Интернета. Более того, это неудивительно, поскольку правительство предоставило исследователям ресурсы, соответствующие его амбициям: 10 миллиардов долларов.
Подпишитесь на нас:Дзен.Новости / Вконтакте / Telegram
Back to top button
В Китае создан самый мощный в мире квантовый компьютер
Китайские ученые создали квантовый компьютер, который может проводить вычисления в несколько миллиардов раз быстрее, чем аналогичное устройство от Google.
Между тем, эксперты отмечают, что такие машины пока еще не имеют практического применения в жизни. Подробнее о том, для чего создали квантовый компьютер и чем он отличается от обычного — в материале «Газеты.Ru».
Исследователи из Шанхайского университета разработали квантовый компьютер, скорость вычислений которого в 10 миллиардов раз выше, чем компьютер Google Sycamore, сообщает The Next Web.
Квантовые компьютеры выполняют такие задачи, которые невозможно решить при помощи обычной вычислительной техники.
В ходе демонстрации работы китайского квантового компьютера, получившего название «Цзючжан», всего за несколько минут была решена задача по отбору проб гауссовских бозонов, которую классический суперкомпьютер решал бы около двух с половиной миллиардов лет.
Ранее такую же квантовую систему представляла Google — работа компьютера Sycamore основывается на принципе суперпозиции, и вместо битов машина использует кубиты (квантовые биты), которые одновременно могут находиться во всевозможных состояниях (в 1 и 0 одновременно).
Таким образом, компьютеру не нужно тратить время на перебор всех возможных вариантов состояний.
Отличительной чертой китайской разработки является то, что машина может только демонстрировать квантовое превосходство, но фактически он не решает никаких задач. Компьютер же американской корпорации является программируемым, так что его можно адаптировать под решение различных задач.
Тем не менее, это не умаляет заслуг китайских ученых и их нового компьютера. Один из руководителей разработки, профессор Лю Чаоян отметил, что создание квантового компьютера — это гонка не между странами, а между человечеством и природой.
Между тем, обывателю пока трудно представить, зачем нужны такие мощные машины.
Ведущий специалист по суперкомпьютерам Lenovo в России Андрей Сысоев в беседе с «Газетой.Ru» отметил, что квантовые компьютеры еще не готовы для прикладного использования.
«Такого класса машины призваны работать с гораздо большей скоростью, их принцип построения отличен от используемых сегодня.
Предварительно, на них будут считать ограниченный набор задач, таких как scientific computing или crypto-системы. Для прикладного применения технология еще не совсем готова. Существует много накладных расходов при таких вычислениях, это ограничивает сферы их применения, а также языки и подходы к программированию», — сказал Сысоев.
Также эксперт отметил, что прорыв китайских ученых заключается в том, что они создали еще один подход к созданию таких машин.
«Вполне возможно, именно такого рода вычислительные системы в будущем заменят сегодняшние компьютеры.
Если это произойдет, скачок развития человечества будет колоссальным — ведь самый мощный на сегодняшний день суперкомпьютер в сравнении с квантовым будет иметь такую же производительность, как смартфон в сравнении с экзафлопсным суперкомпьютером», — объясняет Сысоев.
Генеральный директор Gamesup42 Игорь Ивченко отметил, что создание квантового компьютера – это технологическая задача, над которой работали долгое время.
«Появление такой техники предвещает рывок в развитии науки, техники, т.к. он основан на других принципах, нежели все современные суперкомпьютеры. Задачи, которые могут решать современные ПК месяцами, а иногда и годами квантовый компьютер может решить мгновенно.
Появление такой техники можно сравнить с событиями такого уровня, как создание первого автомобиля или компьютера.
Эта техника будет предназначена для решения сложнейших задач человечества, а не для утилитарных функций, к которым все привыкли», — рассказал эксперт.
Эксперт сказал, что квантовый компьютер может помочь в решении проблем, где учитывается бесконечное число входящих. Например, как выжить человечеству в условиях прогрессирующего глобального климатического потепления, или помочь в создании космических аппаратов, которые позволят осуществлять межпланетные перелеты.
Руководитель продуктового направления AI Cloud компании SberCloud Отари Меликишвили объяснил «Газете.Ru», в чем состоит сложность разработки таких квантовых систем.
«Кубиты по своей природе нестабильны, они мгновенно «забывают» информацию. Под воздействием на кубит окружающей среды нарушается связь внутри квантовой системы (процесс декогеренции). Для решения этой проблемы нужно максимально изолировать от воздействия внешних факторов, что представляет собой в настоящий момент даже не технологическую проблему, а научно-теоретическую», — рассказал эксперт.
Также эксперт отметил, что в теории квантовый компьютер позволит значительно ускорить вычисление алгебраических, теоретико-числовых и предсказательных алгоритмов.
Реализация полноценного квантового компьютера сможет также ускорить решения задач, связанных с моделированием, шифрованием, искусственным интеллектом, биоинформатикой, химии и генной инженерии.
Меликишвили также признал важность прорыва, которого добились китайские ученые.
«Китайские ученые опубликовали статью в журнале Science, в которой говорится, что они создали действующий прототип квантового компьютера, превышающий своей производительностью в 10^14 (10 в 14 степени) раз существующие прототипы от Google и IBM.
Если этот прототип действительно соответствует заявленных характеристикам — то это колоссальный прорыв в этой сфере науки. При этом важно понимать, что и китайский квантовый компьютер, и компьютеры Google и IBM – это по сути эксперименты, где ученые проверяют различные научные гипотезы с помощью очень сложного высокотехнологичного оборудования, до реального создания квантового компьютера и тем более его прикладного использования еще очень далеко», — заключил эксперт.
IBM представляет Osprey, самый мощный в мире квантовый компьютер
Компьютеры
Просмотр 1 изображения
IBM представила самый мощный квантовый процессор в мире — Osprey, который может похвастаться массивными 433 квантовыми битами (кубитами).
Новый чип знаменует собой ряд достижений в области квантовых компьютеров, о которых объявила компания, поскольку она готовится к масштабному скачку в следующем году.
Несмотря на то, что они хорошо служили нам десятилетиями, традиционные компьютеры все больше бледнеют по сравнению с этими молодыми выскочками, квантовыми компьютерами. В то время как первый хранит и обрабатывает данные в двоичных битах, в виде нулей и единиц, второй использует кубиты, которые могут быть равны нулю, единице или обоим одновременно. Это экспоненциально увеличивает вычислительную мощность для каждого добавленного кубита, позволяя им потенциально выполнять вычисления, которые невозможны для обычных компьютеров.
Обладая мощностью 433 кубита, IBM Osprey является самым передовым квантовым процессором в мире с большим отрывом. Он упаковывает в два раза больше кубитов, чем предыдущий рекордсмен — Xanadu Borealis, который был протестирован с 216 кубитами, — и более чем в три раза больше, чем собственный Eagle от IBM, анонсированный в прошлом году, который упаковал 127 кубитов.
Osprey имеет архитектуру, аналогичную своему предшественнику, состоящую из одного слоя кубитов поверх нескольких слоев управляющей проводки, что помогает втиснуть больше кубитов при одновременном снижении частоты их ошибок. Добавлена интегрированная система фильтрации, которая помогает снизить уровень шума и повысить стабильность работы устройства.
IBM заявляет, что возможности этой машины по обработке чисел намного превосходят возможности любого традиционного компьютера, утверждая, что для представления состояния на процессоре Osprey обычному компьютеру потребуется больше битов, чем атомов в известной Вселенной.
IBM также объявила о некоторых других изменениях в своих квантовых системах. Со стороны программного обеспечения было улучшено исправление ошибок, и пользователям была предоставлена возможность более легкого выбора между повышенной скоростью или точностью. Общее аппаратное обеспечение системы управления было модернизировано для управления 400 кубитами на стойку по более низкой цене, чем в предыдущих версиях.
Какими бы впечатляющими ни были обновления этого года, IBM рассматривает следующий год как настоящий поворотный момент. В дорожной карте компании говорится, что квантовый процессор Condor следующего года будет иметь впечатляющие 1121 кубит. Также на картах есть модульный процессор под названием Heron, который может объединять несколько 133-кубитных блоков для создания более мощных квантовых процессоров.
И, наконец, к концу 2023 года будет выпущена IBM Quantum System Two. Эта модульная система станет основой квантовых суперкомпьютеров компании, вмещая несколько процессоров с каналами связи между ними. Все это ступеньки на пути к планам IBM по созданию к 2025 году квантовой системы с более чем 4000 кубитами9.0003
Компания описывает IBM Quantum System Two в видео ниже.
IBM Quantum System Two
Источник: IBM [1],[2]
Майкл Ирвинг
Майкл всегда был очарован космосом, технологиями, динозаврами и странными тайнами вселенной.
Обладая степенью бакалавра искусств в области профессионального письма и многолетним опытом работы, он присоединился к New Atlas в качестве штатного писателя в 2016 году.
Самый мощный в мире суперкомпьютер запущен и работает
После семи лет работы самый быстрый в мире суперкомпьютер был официально завершен в Японии, и теперь исследователи могут начать использовать его для различных проектов, от борьбы с изменением климата до открытия новых лекарств.
Сборка суперкомпьютера Fugaku, размещенного в японском научно-исследовательском институте Riken, началась в 2014 году в сотрудничестве с Fujitsu, и устройство должно было стать в будущем опорой высокопроизводительной вычислительной инфраструктуры страны.
Поставка 432 стоек Fugaku была завершена в мае 2020 года; с тех пор испытания системы продолжаются, в основном в рамках проектов, направленных на ускорение исследований по борьбе с пандемией COVID-19. Компьютер теперь полностью открыт для совместного использования, и Японская исследовательская организация по информационным наукам и технологиям (RIST) уже выбрала 74 исследовательских проекта, которые будут реализованы со следующего месяца.
Инновации
- Tesla меняет датчики в своих автомобилях. Вот почему вы должны заботиться
- Какой самый яркий фонарик в мире? Лучшие претенденты, ранжированные по количеству люменов
- Продажа эмоций и чувств: как эти компании видят в виртуальной реальности будущее своего бизнеса
- Лучшие доступные электромобили и как федеральный налоговый кредит может сэкономить вам 7500 долларов
RIST также призвал исследователей подавать предложения по новым проектам и предложил отправить все заявки в рамках призыва к проектам с пробным доступом.
Вместе с Riken Fujitsu будет продолжать следить за работой Fugaku, чтобы обеспечить стабильную производительность, а также работать над улучшением пользовательской среды и предоставлением более совершенных суперкомпьютерных технологий.
«Сверхвысокопроизводительный компьютер Fugaku вот-вот заработает в полную силу», — сказал президент RIST Ясухидэ Тадзима.
«Я с нетерпением жду, когда этот самый мощный «внешний мозг», когда-либо созданный человечеством, поможет расширить наши знания, позволит нам глубже понять основы материи как во времени, так и в пространстве, даст нам лучший структурный и функциональный анализ жизни. общества и промышленности, что позволяет делать более точные прогнозы и даже проектировать неизвестное будущее человечества».
С прошлого года продолжаются испытания системы, в основном в рамках проектов, направленных на ускорение исследований по борьбе с пандемией Covid-19.
Изображение: Riken/ Fujitsu
Fugaku предназначен для проведения долговременных и крупномасштабных симуляций с высоким разрешением и может похвастаться до 100-кратной производительностью приложений по сравнению с его предшественником, суперкомпьютером K, который был выведен из эксплуатации в 2019 году.
Благодаря беспрецедентной вычислительной мощности устройство два раза подряд занимало первое место в списке Top500, в который входят 500 самых мощных компьютерных систем по всему миру.
С производительностью 442 петафлопс Fugaku значительно опережает конкурентов, обладая в три раза большей производительностью, чем система номер два в списке, IBM Summit, производительность которой составляет 148,8 петафлопс.
Ожидается, что в сочетании с искусственным интеллектом и наукой о данных эти симуляции обеспечат высокоуровневые результаты для решения проблем в новом масштабе. Среди многих ожидаемых результатов — высокоскоростное и высокоточное моделирование открытия лекарств, раннее обнаружение болезней, точные прогнозы и моделирование стихийных бедствий, создание новых материалов для батарей или топливных элементов следующего поколения и даже более глубокое понимание фундаментальной науки. такие вопросы, как сотворение Вселенной.
Результаты испытаний суперкомпьютера уже многообещающие. Исследователи в Японии использовали Fugaku для проверки эффективности существующих лекарств против Covid-19, а также для поиска способов смягчения передачи Covid-19 посредством подробного анализа капель.