Квантовые новости от IBM: введены в строй два мощных процессора нового типа



    В марте этого года корпорация IBM объявила о запуске нового проекта, который называется IBM Q. В его рамках ведется работа над чипами нового поколения — квантовыми процессорами. Инициатива IBM Q оказалась вполне успешной, ведь прошло всего около двух месяцев, а сотрудники корпорации уже создали два мощных процессора. Первые квантовые разработки компании были открыты для пользователей около года назад. Квантовые процессоры все это время служили благой цели — научным исследованиям. В настоящий момент пользователи провели уже около 300 000 квантовых экспериментов на базе указанных чипов, связанных с платформой IBM Cloud.

    Сейчас к прежним наработкам компании добавлены еще два процессора. Первый — 16-кубитный процессор, который предназначен для работы в научной сфере. Он доступен для разработчиков, программистов и исследователей в области квантовых алгоритмов. 16-кубитный процессор позволяет проводить более сложные эксперименты чем прежний, 5-кубитный, являвшийся частью платформы IBM Quantum Experience. Бета-доступ к новинке можно получить по запросу в IBM Q experience. А новый Software Development Kit доступен на GitHub.

    Что касается второго процессора, то он 17-кубитный, предназначен для коммерческого использования. Здесь значительно улучшена архитектура, процессор гораздо мощнее, чем предыдущие варианты. Собственно, это самый мощный квантовый процессор из всех, что были когда-либо созданы компанией. При работе над проектом у ученых и инженеров была четкая задача — создать процессор в два раза более производительный, чем тот, что сейчас работает в IBM Cloud.



    «Значительные достижения в сфере разработки процессоров позволит IBM создать в ближайшем будущем 50-ти кубитные процессоры или даже более производительные чипы. С их помощью можно будет продемонстрировать преимущества квантовых систем по сравнению с обычными», — заявил Арвинд Кришна, вице-президент и руководитель IBM Research and Hybrid Cloud. «Эти обновления квантовых систем, доступные через IBM Cloud, позволяют нам представить, как будут работать новые приложения — мы можем достигнуть новых горизонтов, которые были недоступными в эпоху традиционных компьютерных вычислений».

    Всего за год более, чем в три раза, удалось увеличить количество кубитов для своих квантовых процессоров. Работать они могут в областях, которые недоступны для традиционных компьютеров, даже очень производительных. Квантовые процессоры могут помочь искать новые лекарственные препараты, материалы (например, высокотемпературные сверхпроводники, которые сохраняют состояние сверхпроводимости при комнатной температуре), работать в основе ИИ, помогать защищать данные, управлять финансовыми потоками. В целом, при помощи квантовых процессоров специалисты надеются выполнять задачи следующего характера:

    • Быстрая обработка огромных баз данных
    • Оптимизация процессов, характер которых близок к так называемой задаче коммивояжера
    • Анализ и обработка научных данных с выявлением определенных закономерностей
    • Разложение чисел на простые множители при помощи алгоритма Шора

    Например, ученые смогут исследовать сложные химические реакции в поисках новых химических соединений. Сейчас многое зависит от количества кубитов квантовых процессоров.Квантовые компьютеры могут выделять паттерны, зависимости между отдельными данными даже там, где с этой задачей не могут справиться традиционные вычислительные системы.



    Для описания характеристик вычислительной мощности систем необходима новая метрика, поскольку здесь неприменимы критерии, используемые для оценки производительности обычных процессоров и компьютерных систем. Поэтому компания ввела новую метрику Quantum Volume. Эта метрика учитывает количество и качество кубитов, связность различных каналов и количество ошибок в операциях. Уже в ближайшем будущем IBM планирует довести количество кубитов в одном процессоре до 50 и выше. А в течение нескольких ближайших лет компания IBM планирует еще больше усовершенствовать свои квантовые системы, сделав их значительно более производительными.
    IBM
    127,55
    Компания
    Поделиться публикацией

    Комментарии 80

      0
      Скажите кто знает, улучшат ли такие процессоры силу ИИ в настольных играх вроде шахмат и го?
        +1
        у человека там уже нет шансов… только оптимизация между разными ИИ.
        Нужно ставить новые вершины, чтоб потом компьютер (как форма человеческого гения) его преодолел
          +2
          только оптимизация между разными ИИ.


          Во-первых, если ИИ самообучающийся, то можно попробовать ускорить фазу обучения.

          Во-вторых, возможно попробовать решить тот же го для досок малого размера (скажем 7х7). Такое решение будет интересно не с позиции «у жалких человеков теперь вообще нет ни малейшего шанса на победу», а с точки зрения исследования самой игры. Скажем какой размер коми для доски такого размера нужен, дабы наиболее справедливо скомпенсировать преимущество получаемое правом первого хода?

          В-третьих, увеличить энергоэффективность при сохранении текущего уровня игры (было бы круто запустить аналог АльфаГо на смартфоне с квантовым сопроцессором)
            +2
            Квантовый процессор меньше смартфона, а вот система охлаждения занимает комнату, пусть квантовый процессоры сначала до домашних решений доберуться.
              +1
              А нужны ли они дома?
                +4
                Тож самое говорили про обычные компы когда-то :D
                  0
                  И в итоге десктопы становятся узкоспециализированной нишей, а «обычные люди» пересаживаются на планшеты.

                  ПС сам я обожаю компьютеры и для меня хороший ноут с внешним монитором это обязательно.
                    0
                    Не до конца выразил мысль.

                    Во многом все возвращается к тому, что люди владеют терминалами, а компании серверами, которые предоставляют услуги.
                      +2
                      Домохозяйки пересаживаются, но все, кто делает хоть что-то полезное с помощью вычислительной техники всё так же пользуются ПК. Работать на планшете невозможно просто из-за того, что сенсорный интерфейс «заточен» исключительно под потребление контента. А доступ к квантовым процессорам вряд — ли нужен всем работникам интеллектуального труда. А когда станет нужен эти процессоры будут продаваться на каждом углу.
                        0
                        Я абсолютно согласен с тем, что делать хоть что-то с планшета крайне сложно (для меня даже выбрать и забронировать гостиницу почти невозможно).

                        Но я регулярно вижу как коллеги и сейлс отдела используют планшеты для переписки. Меня это удивляет, но это так. Они даже удаленный рабочий стол используют.
                          +1
                          darthmaul говорит «кто делает хоть что-то полезное с помощью вычислительной техники» кончено это «типа» расплывчатая формулировка, но думаю «что-то полезное» это «производят что-то» а не пересылают файлы друг дружки. Набор текста, обработка массивов цифр, графика-дизайн и прочее, это кончено в теории можно делать и на планшетах, но на ПК это в разы проще и быстрее.
                            0
                            На мой взгляд, будущее обычных компьютеров — это «виртуальная реальность».

                            Монитор заменится на систему «визуальный интерфейс — глазной нерв».
                            Клавиатура — на систему рука — компьютер. А в дальнейшем и на мозговой нейроинтерфейс (никакой клавиатуры не будет).

                            Человечество вначале избавилось от проводов, затем избавится и от самих устройств.

                            Дальнейшая «нейро-интеграция» будет размывать грань человека и компьютера, превратив общество в общество «синтетиков». При этом, будет непонятно уже, это ИИ управляет обществом, или общество ИИ, так как это будет единая система.
                              0
                              Ну его нафиг такое будущее. Не лучше ли (и не проще ли) создать «псевдо-ИИ», не имеющий самосознания но способный понимать команды от человека в свободной форме (в общем, подобные вещи уже есть, только работают плохо) и оптимизировать выполнение поставленной задачи имеющимися ресурсами (своим железом, облаком или квантовым процессором в облаке). Ради интерфейса с компьютерами имплантировать механизмы в тело нет смысла т.к. в большинстве случаев наша эффективность ограничена не скоростью передачи данных от человека к машине, а быстродействием самого мозга.
                                0
                                Не будет такого. Чтобы встроить это в мозг, нужно часть мозга под это задействовать. С рождения, если не раньше. Взамен например обычного глаза и обычных рук, или чувства равновесия
                              +1
                              пользуют планшеты для переписки. Меня это удивляет, но это так
                              что тут удивительного? Для переписки и смарфон сгодится. Я о реальной работе говорю. Программировать, готовить документы, вести научные расчёты. Обычно для работы даже «просто ПК» не хватает, люди берут рабочие станции на Xeonах и огромные мониторы на 32 дюйма.
                                0
                                Да я не спорю, что «реальную» работу на планшете делать невозможно (для меня невозможно почти никакую, кроме чтения), но каков процент этих людей.

                                На зеонах можно и сервер снять, работая с дохлого ноута, если скорость отклика не критична (рендерить видео, дата саенс и тд).
                                  0
                                  Вести научные расчеты можно и на планшете. И на бигборде. Благодаря развитию фронтенда, сейчас реальную работу можно делать и с планшета и с телефона.
                                  В Украине в Приватбанке операторы по большей части обслуживают клиентов с планшета.
                        +1
                        Это не беда, пусть смартфон остается бинарным, он же всего-лишь терминал. Даешь доступ к облачным квантовым вычислениям с любого смартфона! Я не в плане абстрактной технологии, а в плане применимости в реальной жизни, скажем, какой-нибудь коммивояжер включает смартфон, и говорит: Сири (или кто там будет?), проложи-ка мне оптимальный маршрут для моего роад-шоу. Или типа того.
                    –1
                    Да. Квантовые вычисления больше подходят для создания ИИ чем бинарные. Я не могу вам сказать в чём тут математическая фишка, потому как сам недопираю, но все утверждают что квантовые системы лучше справляются с задачей коммивояжёра, а почти любая задача решаемая нейросетями сводится именно к этому (к решению задачи коммивояжёра).

                    А вообще улучшать силу именно в играх в которых и так ИИ превосходят человека мысль интересная :) А зачем? Что шахматы что го игры не очень зрелищные, вряд ли будут собираться болельщики и смотреть как ИИ IBM сражается в шахматы с ИИ Самсунг :)

                      +1
                      а почти любая задача решаемая нейросетями сводится именно к этому (к решению задачи коммивояжёра


                      — это вообще даже не рядом с правдой. True story.

                      Так что именно ускорение решения задачи коммивояжера «автоматически» не поможет в так называемом «восходящем (он же — »биологический") подходе к созданию ИИ" (англ. Bottom-Up AI),
                      помочь сможет в «нисходящем», он же — семиотический (англ. Top-Down AI),
                      ____

                      Что до остального, — есть ходы, которые с квантовыми процессорами позволят улучшить ML. Например:

                      Quantum computers could greatly accelerate machine learning
                      Physicists extend quantum machine learning to infinite dimensions

                      How quantum effects could improve artificial intelligence (немного неадекватный заголовок)

                      И вообще — см. в Википедии Quantum machine learning.
                        –1
                        Без всякой претензии на истину и без всяческого противопоставления или критики вашему комментарию, хочу спросить, а чем же сейчас занимаются в основном нейроморфные сети как не комбинаторной оптимизацией (то есть той самой задачей коммивояжёра)? Например распознавание картинки разве это не та задача? Или опять таки игра в го и шахматы? Вообще поиск функции как можно более точно соответствующей некоему результату разве это не оно?

                        Надеюсь на развёрнутый комментарий от кого либо. Просто самому хочется понять в чём же разница.
                          0
                          «восходящем (он же — „биологический“) подходе к созданию ИИ» (англ. Bottom-Up AI),
                          помочь сможет в «нисходящем», он же — семиотический (англ. Top-Down AI),
                          восходящем и нисходящем подходе к созданию ИИ — а можно в двух предложениях что это такое и в чем отличие?
                            0
                            Восходящий — это нейронки, эмуляция работы человеческого мозга.
                            Нисходящий — это всякие интеллектуальные системы типа IBM Watson или типа того
                              0
                              он же — биологический
                              Восходящий — это нейронки
                              так к слову, текущие нейронки совсем совсем не такие как биологические.
                                0
                                Может и не такие, но изначально была идея создать упрощённую модель сети нейронов мозга, поэтому не думаю что они прямо совсем-совсем не такие. И на сколько я знаю нисходящий это различные экспертные системы. Сложно объяснить. загугли кароч.
                              0
                              Нисходящий — построить готовый интеллект.
                              Восходящий — построить модель мозга, чтобы интеллект в ней появился сам тем же способом, как появляется в настоящем мозге.
                          0
                          Какой такой ИИ в шахматах и го? Поинтересуйтесь для начала алгоритмами работы соответствующих программ. А что касается движков шахмат так там вобще база с уже просчитанными ходами из которой делается выборка.
                            –1

                            Я думаю, силою мысли квантовые компьютеры будут горы переставлять и путешествовать во времени быстрее скорости света.

                              –1
                              Кстати, возможность путешествий во времени как раз таки обесценивает квантовые компьютеры. Без неё квантовые компьютеры явно круче обычных (умеют за полиномиальное время решать задачи, которые в принципе невозможно решить за полиномиальное время на обычном компьютере если P!=NP).

                              А вот если компьютеру разрешено делать временные петли для своих вычислений (Closed Timelike Curves) — и у квантовых и у обычных компьютеров классы сложности решаемых задач становятся одинаковыми.
                              таки пруф
                            0
                            Работать они могут в областях, которые недоступны для традиционных компьютеров, даже очень производительных. Квантовые процессоры могут помочь искать новые лекарственные препараты, материалы (например, высокотемпературные сверхпроводники, которые сохраняют состояние сверхпроводимости при комнатной температуре), работать в основе ИИ, помогать защищать данные, управлять финансовыми потоками.

                            А где почитать про то, каким образом квантовые компьютеры выгоднее для перечисленных областей, чем традиционные бинарные? А то всюду громкие заголовки, а что за ними — не понятно.
                              +1
                              http://antihydrogen.livejournal.com/40965.html Приложение в химии. Можно посчитать все возможные варианты реакции, и подобрать наиболее подходящие условия для конкретных результатов.
                              +9

                              Быстрая обработка… Большие объемы… В сравнении с чем? С калькулятором касио? Почему в подобных статьях столько воды, но никакой конкретики? Ну работают они все в массиве, а насколько их производительность отличается по этим тестам 16 и 5 и ближайший аналог?

                                +2
                                Что-то все наперегонки рапортуют о количестве кубитов, но не говорят какие конкретно задачи позволило решить или ускорить это увеличение.
                                  –4
                                  Любому, знающему физику, и так ясно зачем. :3 Ну и выше написано много раз.
                                    +5
                                    Не все тут выдающиеся физики.
                                      +1
                                      Скопировал special for you.
                                      • Быстрая обработка огромных баз данных
                                      • Оптимизация процессов, характер которых близок к так называемой задаче коммивояжера
                                      • Анализ и обработка научных данных с выявлением определенных закономерностей
                                      • Разложение чисел на простые множители при помощи алгоритма Шора

                                        +2
                                        Что позволяют делать квантовые компьютеры как таковые, известно всем. Вопрос был про количество кубитов. Вот в статье упоминаются три процессора: на 5, 16 и 17 кубитов. Как они соотносятся друг с другом? Что они умеют? Различаются ли их возможности кардинально (17-кубитный может решать задачи, принципиально нерешаемые на 16), или по скорости (оба могут то же самое, но 17 быстрее во столько-то раз), или по степенному показателю в формуле вычислительной сложности? Или ещё как-то?
                                          –1
                                          Ну вы же взрослый человек! «Много ли можно решить на 16-герцевом обычном процессоре? А на 17-герцевом? Различаются ли их возможности кардинально (17-герцевый может решать задачи, принципиально нерешаемые на 16), или по скорости (оба могут то же самое, но 17 быстрее во столько-то раз)? Или счёты были бы быстрее?» Не очень хорошая аналогия, но идею вы уловили. С подобным числом кубитов говорить о реальном выигрыше нельзя. Это был раз.

                                          Принципиально не решаемые задачи (невычислимые функции) не решаются ни на какой известной машине. Класс решаемых задач у обычных и квантовых машин общий! Вопрос в физической вычислимости — ежели задачу нельзя решить за время жизни Вселенной, она, очевидно, физически невычислима. Квантовые машины позволяют перевести ряд задач из экспоненциальной сложности в полиномиальную.И всё! Это было два.

                                          Одни и те же люди в одних и тех же тредах спрашивают одни и те же вопросы. Ну, можно же глянуть в Wikipedia, всё много раз написано. :3
                                            +1
                                            В википедии много чего написано, но внятной статьи, объясняющей как и на что влияет количество кубитов, я пока не видел. И видимо, не я один, раз, как вы говорите, одни и те же вопросы задаются разными любьми.

                                            Когда хочется понять общие принципы, конкретные цифры абсолютно неважны. Возьмём для примера столь возмутивший вас 16-герцевый процессор. Пусть у него имеется два 8-битового регистра и больше никакой памяти. Зная это, я могу определить, что процессор в принципе способен выполнять действия с 16- и менее-битовыми числами, не более 16 операций в секунду. Большее число битов в числе или большее количество входных данных придётся обрабатывать либо хитрым потоковым алгоритмом, либо повторно вводя одни и те же исходные данные по мере повторного обращения (по сути, эмулируя собой внешнюю память большего объёма). Если мы повысим частоту до 17 Гц, процессор будет способен делать абсолютно те же самые операции, лишь на 6,25% быстрее. С другой стороны, если увеличить число регистров, мы сможем работать с числами большей размерности, использовать более продвинутые алгоритмы, уменьшить число повторных вводов одних и тех же данных. Зная эти общие принципы, я могу экстраполировать, на что способны процессоры с гигагерцовыми частотами, десятками регистров и тремя уровнями кэш-памяти.

                                            Возвращаемся к кубитам. С точки зрения вычислимости я не знаю про них почти ничего. На что влияют их количество — на скорость вычислений или на объём обрабатываемых данных? Или и то, и другое одновременно? Или что-то третье? В википедии говорится, что, например, алгоритм Шора требует O(lg M) кубитов. Если у меня есть «лишние» кубиты, помогут ли они мне разложить число быстрее или будут болтаться бесполезным грузом?
                                              +2
                                              В целом хорошие вопросы — но ежели прям с нуля всё объяснять — нужно вести курс по квантовой механике, а в двух словах будет фраза про полиномиальное время. Я лично квантовыми вычислениями не занимаюсь, по крайней мере на этапе нынешнем. Но на первом курсе у нас вела лабы по механике ученый, входящая в европейскую группу по квантовым вычислениям. Надеюсь, я смогу встретиться с ней летом и, возможно, выясню много интересного более подробно. Ну и постараюсь ещё написать эссе здесь по ним, в меру своих знаний и умений. Хорошо?
                                                0
                                                Спасибо, это было бы здорово. Буду с нетерпением ждать.
                                                Давно интересует эта тема, регулярно пытаюсь вгрызться, но терплю поражение за поражением…
                                                +1

                                                Важно не только количество кубитов, но и надежность операций — инфографика от IBM Q "IBM Research. Quantum Volume" (flickr, статья)


                                                If we want to use quantum computers to solve real problems, they will need to explore a large space of quantum states. The number of qubits is important, but so is the error rate. In practical devices, the effective error rate depends on the accuracy of each operation, but also on how many operations it takes to solve a particular problem, as well as how the processor performs these operations. Here we introduce a quantity called Quantum Volume, which accounts for all of these things. Think of it as a representation of the problem space these machines can explore.

                                                Количество кубитов и достаточно высокая надежность операций (и остальные критерии DiVincenzo) — необходимы для практической реализации алгоритмов. С нынешней надежностью двух-кубитной операции "two-qubit gate fidelity up to 99.4%" (J.M.Martinis, UCSB, 2014) (сверхпроводники с СВЧ управлением) или 99.9% (PRL.117.060504, 2016) (ионы) для реализации сложных схем потребуется в разы (на порядки?) больше кубитов (для размещения кодов коррекции ошибок).


                                                Для симуляции различных квантовых систем (условно, расчетов для химии с достаточно простыми молекулами) может применяться квантовый компьютер на 50-100 кубитов (IBM Q: Analog quantum).


                                                Для взлома RSA требуется (при идеальной надежности двухкубитных вентилей, алгоритм Шора и обратимая схема возведения в степень по модулю) как минимум в 1.5-2 раза больше кубитов, чем длина ключа в битах ([1], [2], [3]). Также потребуется сохранение квантовых состояний всех кубитов на большом протяжении времени (часы при ГГц частотах применения вентилей, дни при МГц — слайд 15), т.к. квантовое состояние невозможно считать или скопировать полностью. Симуляция Шора для 14-битного числа 8193 потребовала выполнения 14 миллионов вентильных операций (30 дней).


                                                У Microsoft есть оценки сложности симуляции разных количеств кубитов на классических машинах (память для хранения полного состояния и время симуляции одного вентиля; "вентилей" в полезных схемах на порядки больше, чем кубитов), более 60-70 кубитов не симулируются; даже на 40-50 кубитах не получится полностью просимулировать сложную схему: https://www.aps.org/units/fiap/meetings/conference/upload/1-5-Wecker-Quantum-Computing.pdf#page=27


                                                Simulating quantum computers.
                                                • Need 2^N complex numbers to store the wave function on N qubits.
                                                • O(2^N) classical operations to perform a quantum gate on N qubits
                                                  Qubits; Memory; Time for one gate
                                                  10 16 kByte; microseconds on a watch
                                                  20 16 MByte; milliseconds on smartphone
                                                  30 16 GByte; seconds on laptop
                                                  40 16 TByte; seconds on supercomputer
                                                  50 16 PByte; seconds on top supercomputer
                                                  60 16 EByte; minutes on future supercomputer
                                                  70 16 ZByte; hours on potential supercomputer?
                                                  … … …
                                                  250 size of visible universe; age of the universe

                                                Про предыдущий 5-кубитный IBM у Microsoft тоже понятно написано (transmon SC charge qubits, сверхпроводящие свч линии управления, индивидуальные частоты для каждого кубита, 96% на 2-к операцию, 2-4 МГц "тактовая", 60 мкс время жизни состояния) https://www.aps.org/units/fiap/meetings/conference/upload/1-5-Wecker-Quantum-Computing.pdf#page=18:


                                                IBM sc system
                                                • five transmon qubits: JJ charge states, shunt capacitors, low sensitivity to charge noise
                                                • Qubits are connected by microwave resonators
                                                • Automatic calibration, twice a day
                                                • Qubits drift between calibrations
                                                • Addressing: qubit freqs around 5-5.4 GHz (all different)
                                                • Fidelities:
                                                •• Single qubit readout ~96%
                                                •• Single qubit gate ~99.7%
                                                •• Two-qubit gate ~96.5%
                                                • Gate times:
                                                •• Single qubit: ~130 ns
                                                •• Two qubit ~250-450 ns
                                                • Decoherence times:
                                                •• T1~ 60 us
                                                •• T2 about equal to T1
                                                • Native gate set:
                                                •• CNOTs (ECR ZX-90), constrained to star shape
                                                •• Single qubit: Pauli, H, S, T
                                                  0
                                                  Классный обзор! Спасибо.
                                                    +1
                                                    Для взлома RSA требуется (при идеальной надежности двухкубитных вентилей, алгоритм Шора и обратимая схема возведения в степень по модулю) как минимум в 1.5-2 раза больше кубитов, чем длина ключа в битах ([1], [2], [3]).

                                                    Увы, идеальная надёжность — это без учёта необходимости коррекции ошибок. Иначе получается гораздо больше. Просто для примера: дорожная карта с оценкой в сотни миллионов кубитов для разложения 1000 битового ключа.
                                      0
                                      Разложение чисел на простые множители при помощи алгоритма Шора

                                      Можно начинать ломать HTTPS и SSH?
                                        0
                                        Скорее RSA. А https и ssh это не только rsa
                                          +1

                                          Ну ecdsa тоже капец если вы об этом

                                            –1
                                            AES и еще пачка.
                                              +1
                                              А при скольки кубитоах можно паниковать и продавать свои честно награбленные намайненные BTC?
                                            0
                                            Мне непонятно, как между собой можно объединить две ЭВМ на разных физических принципах?
                                            То есть каким образом подключить квантовый компьютер через ethernet, чтобы «ломать» https, ssh, rsa и что-то там еще?
                                              +1
                                              Нет ничего невозможно ведь два компьютера, работающих на разных физических принципах соединяются между собой через клавиатуру-же.
                                                +1
                                                Для примера того, как управлять квантовым регистром, можете посмотреть SDK (Python) на который ссылаются в статье IBM. Надо только зарегистрироваться и получить соответствующий код. Конечно на 5 и даже на 16 кубитах особо не поломаешь, но представление можно получить.
                                                  –1
                                                  Как объединили CPU и GPU? Cuda всякие, OpenCL, OpenGL. У IBM, к примеру, связка на Python написана.
                                                    0
                                                    Как объединили CPU и GPU?

                                                    Это как раз понятно, но…
                                                    Требуется ли квантовым компьютерам какая-то особенная память, ОС? Я веду к тому, что можно объединить хоть абак с компьютером, но при этом требуется какое-то пограничное устройство, позволяющее взаимодействовать. И это устройство может стать узким местом, нивелирующим достоинства. При объединении двух квантовых компьютеров в сеть может современная криптография и не годится. Но вот при подключении к существующим вычислительным сетям есть ли какая-то реальная выгода?
                                                  –1
                                                  Все говорят про взлом шифров, (хорошо, конечно), но это не самый удачный пример. Намного более важно, на мой взгляд, их следующее свойсво — любая квантовая машина способна моделировать за не более чем полиномиальное время любые другие квантовые системы, среди которых иные классы квантовых машин, и самое главное — окружающий нас мир! Например, их применение произведёт революцию в квантовой химии, используемой для моделирования биохимических процессов, создания новых лекарств и материалов. Квантовые вычисления — главный путь к радикальному продлению жизни.
                                                  0
                                                  Квантовый компьютер — это совершенно новый тип вычислителя, способный исполнять квантовые алгоритмы. Квантовые алгоритмы до какой-то степени можно аппроксимировать и на классическом компьютере но производительность будет крайне низка. Хотя, конечно, ранние образцы квантовых компьютеров тоже не блещут производительностью, но это шаг в будущее.

                                                  Читаем вики:
                                                  «Множества задач, допускающих решение на квантовом компьютере и на классическом, совпадают. Квантовый компьютер, таким образом, не увеличивает число алгоритмически разрешимых задач. Весь смысл применения квантового компьютера в том, что некоторые задачи он способен решить существенно быстрее, чем любой из классических. Ускорение на квантовом компьютере не связано с тактовой частотой процессора. Оно основано на квантовом параллелизме. Один шаг квантового вычисления совершает гораздо большую работу, чем один шаг классического. Однако было бы ошибкой приравнивать квантовое вычисление к распараллеленному классическому.»

                                                  Например, если в алгоритме перебора вариантов квантовый компьютер получит кваратичное ускорение по сравнению с классическим.
                                                    0
                                                    Основным критерием производительности является время обработки данных до получения конечного результата и хотелось бы видеть в подобных статьях сравнение времён вычисления одних и тех же задач для разных процессоров о чем я выше и написал.
                                                      +1
                                                      Я думаю Anilexis хотел сказать что нет пока критериев как можно сравнить эти системы.

                                                      Вот например (хоть и кривоватая аналогия) вы же не можете напрямую сравнить видео карту с процессором. Если дело касается чистой математики то побеждать будет процессор, а если «специальной математики» связанной с обработкой изображений, то видюха.
                                                      Или вы же не сравниваете на прямую оперативку и жёсткий диск. Ясное дело что если соревноваться по количеству записываемой информации то ваш диск Д победит любую оперативную память, но если вы сравните скорость чтения/записи, то всё будет наоборот, самая плохая оперативка победит самый лучший винчестер.

                                                      Так и тут, состояние «ни ноль, ни единица» позволяет сильно ускорить решения алгоритмов оптимизации решений и в этом квантовые процессоры сильны. То есть если вы попросите компы разной архитектуры суммировать все числа от 0 до хренлиона, то (при условной одинаковой мощности) победит классический компьютер, но если взять те же компы и попросить разработать логистику для большой торговой компании, то быстрее справится квантовый компьютер.

                                                      P.S. Но вы правы что критерии уже давно пора разработать, а то спекуляций сильней-мощней-круче по сравнению с ферическим компом уже поднадоели.
                                                      Справедливости ради замечу что в статье тоже есть пару строк об этом: «Поэтому компания ввела новую метрику Quantum Volume». Правда опять таки не понятно что заложено в это Quantum Volume.
                                                        0
                                                        Почему это нет критериев?
                                                        Вот сколько попугаев в 17 кубитах и как это сравнивать?

                                                        1. Есть схожие алгоритмы, для которых можно просто нарисовать табличку и привести затраченное на рассчеты время для i3, i7 и кубита.

                                                        2. Есть несхожие алгоритмы, для которых можно нарисовать табличку в виде «такой алгоритм принципиально нерешабелен на кубитах, а вот такой принципиально нерешабелен на классической архитектуре».

                                                        3. Есть алгоритмы, которые решаются с различной сложностью, тогда можно привести в табличке, что сложность этого алгоритма на классике О^2, а на кубите O*2. И привести пример рассчетов, например вот такие даные_1 мы обработали и получили результат за 10 минут и 9 минут на классике и кубите соответсвенно. А вот такие данные_2 побольше, мы обработали и получили результат за 100 минут и 9.5 минут — вот будет НАГЛЯДНО и понятно.

                                                        А так — в статье все так красиво обтекаемо, что появляется ощущение, что весь этот кубитовый процессор настолько экспериментальный, что производитель радуется тому, что он в принципе работает. На 10 герцах. Но работает. Хотя может было бы экономичнее и производительнее его софтварно сэмулировать на i7.

                                                          0
                                                          1. Есть схожие алгоритмы, для которых можно просто нарисовать табличку и привести затраченное на рассчеты время для i3, i7 и кубита.


                                                          Алгоритмы как раз-таки не схожие. Зачем нужен был бы квантовый компьютер, если бы алгоритмы были схожими? Тут весь цимес именно в том, что это другая вычислительная модель.
                                                          Хорошо, допустим, вы имели в виду не слово «алгоритм», а слова «задача».

                                                          Вы получили цифру X — время, затраченное на решение задачи некоторым фиксированным алгоритмом A на i3 с использованием не более 10 бит памяти
                                                          Вы получили цифру Y — время, затраченное на решение задачи некоторым фиксированным алгоритмом B на i7 с использованием не более 10 бит памяти
                                                          Вы получили цифру Z — время, затраченное на решение задачи некоторым фиксированным алгоритмом C на квантовым компьютере с использованием 10 кубитов.

                                                          Что вам дадут эти три конкретные цифры для фиксированного количества битов/кубитов (и, как следствие — фиксированного малого размера задачи)? Эти отдельные цифры будут вам показывать, к примеру, что некоторая реализация быстрой сортировки 10-ти элементов на i7 будет проигрывать некоторой реализации пузырьковой сортировке десяти элементов на i3. Не советовал бы делать из этого какой-то конкретный вывод.

                                                          2. Есть несхожие алгоритмы, для которых можно нарисовать табличку в виде «такой алгоритм принципиально нерешабелен на кубитах, а вот такой принципиально нерешабелен на классической архитектуре».


                                                          Что такое «принципиально нерешабельные» алгоритмы?
                                                          Опять же, почему «алгоритмы»?

                                                          Допустим, вы имели в виду «задачи». Тогда: Нет, квантовые компьютеры не помогут вам решить что-то из класса невычислимых задач.

                                                          3. Есть алгоритмы, которые решаются с различной сложностью, тогда можно привести в табличке, что сложность этого алгоритма на классике О^2, а на кубите O*2. И привести пример рассчетов, например вот такие даные_1 мы обработали и получили результат за 10 минут и 9 минут на классике и кубите соответсвенно. А вот такие данные_2 побольше, мы обработали и получили результат за 100 минут и 9.5 минут — вот будет НАГЛЯДНО и понятно.


                                                          Опять же, допустим вы имели в виду не «алгоритмы», а «задачи».
                                                          Взаимоотношение с классами сложностей задач — как раз самый цимес.

                                                          2. А вот с классами сложности ситуация поинтереснее:
                                                          https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1d/BQP_complexity_class_diagram.svg — Диаграмма вложенности классов.

                                                          http://math.nist.gov/quantum/zoo/ — перечень задач со speedup'ом, комментарием и ссылками на статьи.

                                                          А так — в статье все так красиво обтекаемо, что появляется ощущение, что весь этот кубитовый процессор настолько экспериментальный, что производитель радуется тому, что он в принципе работает. На 10 герцах. Но работает.


                                                          Ну, собственно, а что вас удивляет? Не так давно, в 2001-ом радовались тому, что смогли построить хоть что-то на 7-ми кубитах и успешно разложить на этом чём-то число 15 на множители (спойлер: ответ совпал с правильным, разложили на 5 и 3).

                                                          Хотя может было бы экономичнее и производительнее его софтварно сэмулировать на i7.

                                                          Ну, эмулированием какой-то вычислительной модели на традиционном компьютере, вы задачу из NP/P за полиномиальное время по определению не решите (если P != NP, разумеется).
                                                            0
                                                            Неважно как это назвать.
                                                            Сейчас я не знаю куда смотреть, чтобы сравнить быстродействие.

                                                            Создав классическую архитектуру простого калькулятора, основанного на двоичной системе, можно произвести вычисления автоматически. Но если реализовать это например в майнкрафте, то — я в столбик от руки произведу рассчеты быстрее. То есть можно сравнить скорость хотя бы примерно.

                                                            Сейчас — я не понимаю разницу между кубитами, потому что вообще непонятно что за рассчеты и как их соотнести. Идея может быт и хороша, но если реализация идеи на кубитах впоследствии скажет, что посчитать там 100*100 займет два года и требует 2 млн кубитов — понятно, что какой бы потенциал там был, использовать сейчас это невыгодно.
                                                            0
                                                            Да я то с вами согласен.

                                                            Я же написал выше: "… вы правы что критерии уже давно пора разработать, а то спекуляций сильней-мощней-круче по сравнению с ферическим компом уже поднадоели."
                                                          +1

                                                          Тут разница в самих алгоритмах. Например при разложении на множители, сложность классического вычисления экспоненциальна размеру числа, а для квантового алгоритма Шора — полиноминальна. То есть разница может быть как между годами и минутами вычисления.

                                                            0
                                                            для разных процессоров о чем я выше и написал.


                                                            Что вы понимаете под «Для разных процессоров»? Для разных вычислительных моделей? (компьютер vs квантовый компьютер)
                                                            Или для разных квантовых компьютеров в сравнении друг с другом?
                                                          +2
                                                          Присоединяюсь к общему мнению: покажите мне задачу, которая считается неделю на классическом компьютере, как она решается (эффективнее) на квантовом и я хотя бы пойму как это работает. Ну то есть я верю, что это круто и за этим будущее, но осмыслить как-то не могу…
                                                            0
                                                            Например, факторизация — разложение числа на множители. Классические алгоритмы решают задачу за экспоненциальное время, квантовый алгоритм Шора — за полиномиальное
                                                              0
                                                              Вот в этом видео неплохо объясняется разница.
                                                              How Does a Quantum Computer Work?
                                                                +1
                                                                +1
                                                                Вопрос к знающим людям, на вики написано — «Полноценный универсальный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством, сама возможность построения которого связана с серьёзным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов;». Кто знает как это утверждение относится к квантовым процессорам ИБМ, в чем их ограничение, почему они не являются полноценными квантовыми реализациями?
                                                                  0
                                                                  и через десяток лет будут у нас 8 q-bit приставки, потом появятся 16 q-bit приставки и так далее :)
                                                                    0
                                                                    640-кубит должно быть достаточно для каждого.
                                                                      0
                                                                      А могли бы уточнить, в ближайшее время собираются достичь 50 кубит, или оперированием 50 запутанных кубит, а то между этими двумя вариантами катастрофическая разница
                                                                        0
                                                                        мне вот тоже интересно все достижения которые описываются это на базе запутанных кубитов? или как у DWave кубиты попарно всего лишь запутаны?
                                                                          +1
                                                                          А у DWave не по 8 кластеры разве? Или это у разных поколений…
                                                                            0
                                                                            возможно и по 8, но когда я последний раз читал о них то слышал только про 2 запутанных из скольки то
                                                                        0
                                                                        «Разложение чисел на простые множители при помощи алгоритма Шора»

                                                                        военные, такие военные…
                                                                          0
                                                                          Я всё никак не могу дождаться (или найти) рекламы типа, что мол вот с квантовым компьютером WannaCry был бы не страшен, он же RSA использует, который можно взломать алгоритмом Шора.
                                                                            0
                                                                            Ага,

                                                                            WannaCry с квантовым шифрованием, теперь и для квантовых компьютеров!
                                                                        0
                                                                        Оптимизация процессов, характер которых близок к так называемой задаче коммивояжера

                                                                        Не совсем понял? Вот, например, вопрос и достаточно стандартное возражение по этому поводу.

                                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                        Самое читаемое