• Исследователи впервые создали симулятор жизни на квантовом компьютере

    • Перевод

    «Наше исследование перенесло эти удивительные и сложные события, называемые жизнью, в микроскопический мир атомов – и это сработало»




    Международная команда исследователей впервые использовала квантовый компьютер для создания искусственной жизни – симуляции живых организмов, которую учёные могут задействовать, чтобы разобраться в жизни на уровне популяций и ниже, вплоть до межклеточных взаимодействий.

    На квантовом компьютере отдельные живые организмы, представленные на микроскопическом уровне при помощи сверхпроводящих кубитов, заставляли «спариваться», взаимодействовать с окружающей средой и «умирать», моделируя важнейшие из факторов, влияющих на эволюцию.

    Новое исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, стало прорывом, который, возможно, в итоге поможет ответить на вопрос о том, можно ли объяснить происхождение жизни квантовой механикой – физической теорией, описывающей Вселенную в терминах взаимодействий между субатомными частицами.
    Читать дальше →
  • Аспирантка решила задачу подтверждения квантовых вычислений

    • Перевод

    Урмила Махадев провела восемь лет в магистратуре в поисках ответа на один из наиболее базовых вопросов квантовых вычислений: откуда нам знать, что квантовый компьютер сделал хоть что-то на квантовом уровне?




    Весной 2017 года Урмила Махадев оказалась в неплохом положении, с точки зрения большинства аспирантов. Она только что решила важнейшую проблему квантовых вычислений – области изучения компьютеров, черпающих свои возможности из странных законов квантовой физики. Вместе с более ранними её работами, новый результат Махадев, описывающий т.н. «слепые вычисления», сделал «очевидным тот факт, что она является восходящей звездой», — сказал Скот Ааронсон, специалист по информатике из Техасского университета в Остине.

    Махадев, которой на тот момент было 28, уже седьмой год была в магистратуре в Калифорнийском университете в Беркли – гораздо дольше, чем срок, который требуется большинству студентов, чтобы потерять терпение и захотеть уже закончить обучение. И вот, наконец, она смогла составить «прекрасную докторскую диссертацию», — сказал Умеш Вазирани, её куратор в Беркли.
    Читать дальше →
  • «Фотон в микроволновке»: создание контролируемой фотонной двухуровневой системы



      «Счастье можно найти даже в тёмные времена, если не забывать обращаться к свету». Эти слова сказал вымышленный персонаж, который довольно далек от науки. Но в нашем мире ученые частенько обращаются к свету в поисках своего истинного счастья — новых открытий. А из чего, так сказать, состоит свет? Из фотонов. Эта элементарная частица стала основой для множества открытий, технологий и исследований. Но до сего дня полностью ее свойства никому точно не известны. Но это не мешает ученым продолжать использовать фотоны в своих трудах, практических или теоретических. Сегодня мы с вами будем знакомиться с исследованием фотонной системы, которая по словам ученых позволит заполучить полный контроль над энергией и фазой фотонов. Для этого необходимо использовать свойства атомных и молекулярных систем, где возможен контроль над состоянием электронов посредством внешнего электромагнитного поля. Как, зачем и почему — узнаем из доклада исследователей. Поехали.
      Читать дальше →
      • +12
      • 2,4k
      • 1
    • Назад в будущее: практическое подтверждение теории Томонаги — Латтинжера спустя почти 56 лет



        Многие технологии сильно изменились с момента своего изобретения. Их совершенствование подпитывалось различными исследованиями и открытиями, каждое из которых находило новые способы реализации, будь то материалы, модели системы или новые алгоритмы. Визуально одним из самых ярких примеров являются вычислительные устройства. Когда-то они занимали целые комнаты и весили по несколько тонн, а сейчас у каждого из нас есть мобильный телефон, чья мощность в разы превышает те габаритные компьютеры. Но процесс минимизации устройств и их составляющих далек от завершения, ибо пока есть куда уменьшать, ученые будут изобретать новые способы чтобы этого достичь. Сегодня мы поговорим об исследовании, которое как раз может сильно повлиять на процесс минимизации, а точнее об опытном подтверждении теории одномерных электронов, которой уже без малого 56 лет. Поехали.
        Читать дальше →
        • +26
        • 16,3k
        • 5
      • Квантовый переключатель в стиле Шредингера



          Мир вокруг нас работает по законам естественных наук с самого своего возникновения. Любое, практически, явление мы можем объяснить, опираясь на те самые законы. И вот мы уже знаем, что молнии это не ярость Зевса, цунами это не чих Нептуна, Земля не плоская, а огромных черепах, держащих на себе целые миры, не существует. Правда в последние утверждения еще верят некоторые особенно упрямые представители нашей расы. Но сегодня мы поговорим о науке, которая любит перевернуть все с ног на голову, о квантовой механике.

          Если точнее, то об исследовании, которое экспериментальным путем демонстрирует факт того, что далеко не всегда мы имеем одно единственное состояние чего-либо. Применив знания из квантовой механики, ученым удалось добиться неопределенного причинного порядка в квантовом переключателе. Что это такое и как это работает мы узнаем из их доклада. Поехали.
          Читать дальше →
        • Наконец появилась задача, которую смогут решить только квантовые компьютеры

          • Перевод

          Специалисты по информатике годами искали задачи определённого типа, решить которые был бы способен только квантовый компьютер, но не классический компьютер, пусть даже из будущих поколений. И вот они нашли одну из них.




          На ранних этапах изучения квантовых компьютеров специалисты по информатике задали вопрос, ответ на который, по их мнению, должен был открыть какую-то глубокую истину о возможностях этих футуристических машин. 25 лет спустя ответ на него был найден. В работе, опубликованной в мае 2018, специалисты по информатике Рэн Рэз и Авишай Тал предложили убедительное доказательство того, что вычислительные возможности квантовых компьютеров превосходят всё, чего в принципе могут достичь классические компьютеры.
          Читать дальше →
        • Возможна ли мгновенная передача информации? Эксперименты с квантово запутанными частицами


            Доброго времени суток всем!
            Мы продолжаем рассматривать возможности квантовой механики для передачи информации с использованием корреляции квантово-запутанных частиц. В отличие от классических способов связи, использование квантово запутанных частиц дает потенциальную возможность мгновенно передавать информацию на большие расстояния. Трудность заключается в том, чтобы найти способы кодирования и декодирования передаваемой информации. Данная статья посвящена поиску решений данной задачи и возможности создания экспериментальной установки. Если вас тоже интересует данная задача — добро пожаловать под кат!
            Читать дальше →
          • Серьёзному успеху в квантовых вычислениях помешал подросток

            • Перевод

            18-летний Ювин Тан доказал, что классические компьютеры могут решать «задачу рекомендаций» почти так же быстро, как квантовые. Этот результат аннулирует один из наилучших примеров квантового ускорения расчётов.




            Подросток из Техаса осадил развитие квантовых вычислений. В опубликованной в этом месяце в интернете работе 18-летний Ювин Тан доказал, что обычные компьютеры могут решать важную вычислительную задачу со скоростью, потенциально сравнимой с квантовыми компьютерами.

            В наиболее практичном виде проблема рекомендаций связана с тем, как сервисы вроде Amazon и Netflix определяют, какие продукты могут вам понравиться. Специалисты по информатике считали её одним из наилучших примеров задач, решать которые на квантовых компьютерах будет экспоненциально быстрее – что подчёркивало потенциальные возможности этих футуристических машин. И вот теперь Тан опроверг это мнение.
            Читать дальше →
          • Hf2Te2P — «кремний» квантовых компьютеров?



              Видимо и дня не проходит без того, чтобы кто-то не заговорил о квантовых компьютерах. Эта технология обещает нам устройства, работающие по принципу «быстрее, выше, сильнее», при этом пока сложно полноценно описать все ее преимущества и недостатки. Однако перспектива невероятно быстрых вычислений и передачи данных, а также хранения огромного объема данных «в маковом зернышке» несомненно привлекательна. И для достижения столь желанных высот необходимо много труда, ибо новая технология это новые принципы, новые устройства и, конечно же, новые материалы. Классические, как теперь принято называть, компьютеры в качестве материала-фундамента используют кремний. А что используют квантовые? Об этом и пойдет речь в исследовании, рассматриваемом нами сегодня. Что это за новые свойства уже известного вещества, почему внимание уделили именно ему и почему его величают «прорывом» в квантовых технологиях? Ответы сокрыты в докладе ученых. Осталось их только найти. Поехали.
              Читать дальше →
              • +21
              • 5,7k
              • 4
            • Откройте для себя квантовое программирование с Quantum Katas

              • Перевод
              Привет, Хабр! Мы рады рассказать, что создали Quantum Katas — открытый проект, помогающий изучать квантовые вычисления и язык Q# в комфортном темпе. Кстати, все упражнения сделаны таким образом, чтобы давать feedback сразу после выполнения. Подробности под катом!

              Читать дальше →
              • +18
              • 7,6k
              • 6
            • Обзор и сравнение квантовых программных платформ гейтового уровня

              Привет, Хабр! Представляю вашему вниманию перевод статьи "Overview and Comparison of Gate Level Quantum Software Platforms" автора Ryan LaRose.


              Квантовые компьютеры доступны для использования в облачной инфраструктуре, но в тоже время недавний бурный рост квантовых программных платформ может быть ошеломляющим для тех, кто будет принимать решение, что использовать. В этой статье предлагается текущая картина быстро развивающегося ландшафта квантовых вычислений путем сравнения четырех программных платформ — Forest (pyQuil), QISKit, ProjectQ и комплекта Quantum Development Kit, — которые позволяют исследователям использовать реальные и моделируемые квантовые устройства. Этот анализ охватывает требования и установку, синтаксис языка на примере программ, поддержку на уровне библиотек и возможности квантового симулятора для каждой платформы. Для платформ с поддержкой квантового компьютера мы сравним аппаратные средства, квантовые ассемблерные языки и квантовые компиляторы. В заключение мы рассмотрим особенности каждого из них и кратко упомянем другие пакеты программного обеспечения для квантовых вычислений.

              Читать дальше →
              • +20
              • 2,4k
              • 5
            • Квантовый компьютер: один фотон, чтобы править всеми



                История вычислительной техники, которую мы сейчас называем просто сервер или компьютер, началась много веков назад. С течением времени и развитием технологий совершенствовались и компьютеры. Улучшалась производительность, скорость работы и даже внешний вид. Любой компьютер в своей основе реализует определенные законы естественных наук, таких как физика и химия. Углубляясь в любую из этих наук, исследователи находят новые и новые пути совершенствования вычислительных систем. Сегодня мы будем знакомиться с исследованием, нацеленным на реализацию применения фотонов в квантовых компьютерах. Поехали.
                Читать дальше →
                • +13
                • 11,4k
                • 8
              • Квантовое будущее: Microsoft Quantum Development Kit

                • Перевод
                22 июня мы выпустили обновление для нашего open-source Microsoft Quantum Development Kit. Среди нововведений: улучшенный процесс отладки, более быстрое моделирование, а также реализация ряда усовершенствований, предложенных сообществом Q#. Подробнее под катом!

                Читать дальше →
                • +16
                • 4,5k
                • 1
              • Попробуй себя в программировании на Q#

                • Перевод
                У команды Microsoft Quantum Team хорошие новости для любителей квантовых вычислений и программистов, желающих бросить себе вызов. Мы рады сообщить о проведении летнего конкурса Microsoft по программированию на Q# — Microsoft Q# Coding Contest — Summer 2018! Приняв участие в нем, вы сможете отточить свои навыки в области квантового программирования, решая задачи различной сложности с помощью языка квантового программирования Q#. Победители получат футболки Microsoft Quantum!

                Читать дальше →
                • +14
                • 12,2k
                • 1
              • Российские ученые приступили к созданию квантового компьютера

                • Новость


                Сегодня стало известно о том, что в России начинают реализовать проект по созданию квантового компьютера. Эту работу выполняет так называемый квантовый консорциум, пишут «РИА Новости». Немногим ранее научно-технический совет Фонда перспективных исследований (ФПИ) одобрил планы по созданию в России квантового компьютера в 2018-2021 годах. В частности, ученые собираются разработать демонстраторы 50-кубитных квантовых компьютеров на основе нейтральных атомов и интегральных оптических схем.

                «Старт проекта будет поэтапным: в настоящий момент запускается „физическая“ часть, которую планируется реализовать на базе МГУ имени М.В. Ломоносова при участии МГТУ им. Н.Э. Баумана, Всероссийского научно-исследовательского института автоматики, Физико-технического института РАН и других при поддержке ФПИ», — сказал представитель компании.
                Читать дальше →
              • Краткая история квантовых альтернатив

                • Перевод

                «Копенгагенская» квантовая механика говорит, что реальность не существует, пока она не измерена, поэтому многие продолжают искать альтернативы этой интерпретации



                В 1915 году Альберт Эйнштейн с помощью своих друзей разработал теорию гравитации, перевернувшую всё то, что мы считали самим фундаментом физической реальности. Мысль о том, что населяемое нами пространство не может быть совершенно описано евклидовой геометрией, была непостижимой; настолько, что философ Иммануил Кант, во многих смыслах радикальный мыслитель, заявил, что никакая теория физики не сможет с ней справиться.

                Позже физик Вернер Гейзенберг указал на смысл ошибки Канта. Великий философ постулировал, что наше интуитивное понимание древней геометрии Евклида означало, что она была необходимым основанием физической реальности. На самом деле это оказалось неверным, поставив под вопрос всю философскую систему Канта.

                Несмотря на радикальный разрыв с прошлыми представлениями о пространстве и времени, теории Эйнштейна вскоре соединились с идеями Ньютона как часть "классической физики". Человечество вынуждено было это сделать, потому что революция научной мысли оказалась столь глубокой, что создала яркий след в истории науки: разработку теории квантовой физики.

                Что можно назвать научной революцией более глубокой, чем общая теория относительности? Что могло создать тектонический сдвиг, более мощный, чем идея о том, что сами пространство и время искривляются материей?
                Читать дальше →
              • Будущее с квантовыми компьютерами уже почти наступило – но готовы ли мы к нему?

                • Перевод

                При приближении ко времени нового, полезного оборудования, человеческий фактор в вычислениях становится критически важным



                Будущее вычислений – огромная металлическая цистерна? Я буду разочарован, если окажется, что внутри неё просто сидит парень с ноутбуком и гуглит.

                Йорктаун-хайтс, Нью-Йорк. Я нахожусь в комнате, где расположен один из вариантов будущего вычислений. Сам компьютер не производит особого впечатления, и выглядит, как металлическая цистерна, висящая на потолке. Впечатление производит шум – периодический металлический стук, преобладающий в комнате. Это звук работы системы охлаждения, доводящей оборудование до температуры, близкой к абсолютному нулю. И охлаждается там не обычный чип – это подход IBM к квантовым вычислениям.

                В 2016-м IBM сделала нашумевшее объявление, пригласив общественность опробовать раннюю версию своего квантового компьютера, содержавшего всего пять кубитов – это слишком мало для любых серьёзных вычислений, но достаточно, чтобы люди могли приобрести реальный опыт программирования при помощи новой технологии. Технология быстро развивалась, и IBM установила больше цистерн в своей комнате с квантовым компьютером и добавляла новые процессы по готовности. Компания уже расширила проект до 20 кубитов, и оптимистично объявила, что готовит версию с 50-ю кубитами.
                Читать дальше →
              • Новый кубит заработал без разрывов

                  Международная группа ученых из России, Великобритании и Германии продемонстрировала альтернативную конструкцию кубита, которая может быть использована для построения квантового компьютера. Основным элементом этой конструкции являются нано-проволоки из сверхпроводника. Уже в первых экспериментах новый сверхпроводниковый кубит показал себя не хуже традиционных кубитов, построенных на джозефсоновских переходах.



                  Схема и рисунок нового кубита
                  Читать дальше →
                  • +28
                  • 11,4k
                  • 9
                • Google представила новый квантовый процессор

                    Корпорация Google представила 72-кубитный квантовый процессор Bristlecone. С помощью этого процессора подразделение Google Quantum AI lab, ответственное за разработку квантового компьютера, будет тестировать системные ошибки и масштабируемость технологии, а также области применения квантовой симуляции, оптимизации и машинного обучения «для решения проблем реального мира», как пишет компания в блоге.

                    Квантовый процессор Google Bristlecone
                    Читать дальше →
                  • Первостепенная задача квантовых компьютеров – усиление искусственного интеллекта

                    • Перевод

                    Идея слияния квантовых вычислений и машинного обучения находится в своём расцвете. Сможет ли она оправдать высокие ожидания?




                    В начале 90-х Элизабет Берман [Elizabeth Behrman], профессор физики в Уичитском университете начала работать над слиянием квантовой физики с искусственным интеллектом – в частности, в области тогда ещё непопулярной технологии нейросетей. Большинство людей считало, что она пытается смешивать масло с водой. «Мне чертовски трудно было публиковаться, — вспоминает она. – Журналы по нейросетям говорили „Что это за квантовая механика?“, а журналы по физике говорили „Что это за нейросетевая ерунда?“

                    Сегодня смесь двух этих понятий кажется самой естественной вещью на свете. Нейросети и другие системы машинного обучения стали самой внезапной технологией XXI века. Человеческие занятия удаются им лучше, чем у людей, и они превосходят нас не только в задачах, в которых большинство из нас и так не блистали – например, в шахматах или глубоком анализе данных, но и в тех задачах, для решения которых эволюционировал мозг – например, распознавание лиц, перевод языков и определение права проезда на четырёхстороннем перекрёстке. Подобные системы стали возможными благодаря огромной компьютерной мощности, поэтому неудивительно, что технокомпании начали поиски компьютеров не просто побольше, а принадлежащих к совершенно новому классу.
                    Читать дальше →

                  Самое читаемое