Сегодня Джулиан Келли, научный сотрудник Google Quantum AI Labs, написал эссе в Google Research, в котором представлен обзорный 72-разрядный компьютер с квантовым битом Microsoft, рассчитанный на основе аналогов.
«Мы только начали тестировать, - сказал Джон Мартинис, физик в Google. - Мы очень оптимистично относимся к тому, что знаем сейчас, - сказал Мартинис, - если все будет хорошо, квантовая гегемония, скорее всего, осуществится в течение нескольких месяцев ,
Келли сказала, что цель Google Quantum AI Lab заключается в создании квантовых компьютеров, которые могут быть использованы для решения реальных проблем. Стратегия Google заключается в изучении последних приложений с использованием систем, совместимых с квантовыми компьютерами с исправлением ошибок общего назначения Чтобы позволить квантовым процессорам запускать алгоритмы, выходящие за рамки классических симуляций, требуется не только крупномасштабные квантовые биты, но и низкая частота ошибок процессора, гарантирующая операции считывания и логики, такие как однобитовые ворота и два бита двери.
На ежегодном собрании Американского физического общества в Лос-Анджелесе Google продемонстрировал новый квантовый процессор под названием Bristlecone, основанную на затворе сверхпроводящую систему, предназначенную для изучения систематической скорости ошибок и масштабируемости технологии квантовых бит, а также ее преимуществ в квантовом моделировании, оптимизации И приложения для машинного обучения.
Рекордный квантовый квантовый компьютер с частотой 1% ошибок может достичь квантовой гегемонии
Согласно Джулиану Келли, новейшее устройство следует за физикой, найденной в линейной матрице из 9 кубитовых квантовых компьютеров, ранее предложенной Google. Наилучшими результатами для этого метода являются: низкий коэффициент ошибок при чтении (1%), Единственный квантовый бит-бит (0,1%) и самый важный двойной квантовый бит-бит (0,6%). Устройство использует тот же шаблон, что и 9-кубиты для сопряжения, управления и чтения, но расширяет его до одного, Квадратный массив кубитов.
В эксперименте исследователи выбрали это устройство размера, чтобы продемонстрировать квантовую гегемонию будущего, изучили коррекцию ошибок первого порядка и второго порядка с использованием поверхностного кодирования и способствовали разработке квантовых алгоритмов на реальном оборудовании.
Способность квантифицировать квантовый процессор важна до того, как будет изучено конкретное приложение, а команда разработчиков Google разработала инструмент сравнения производительности для выполнения этой задачи, применяя случайные квантовые схемы к устройству Задачи назначаются случайным образом, а выход выборки исследуется для распространения классическим методом моделирования. Для квантового процессора с небольшой достаточной рабочей ошибкой он может превосходить обычные суперкомпьютеры по ясной проблеме, связанной с компьютерной наукой Производительность, т. Е. «Квантовая гегемония». Эти случайные схемы должны быть большими как по квантовым битам, так и по расчетной длине и глубине.
Хотя пока никто не может достичь этой цели, исследователи Google подсчитали, что цель квантовой гегемонии может быть идеальной, используя 49 квантовых бит, глубина схемы более 40 и 2-битную ошибку менее 0,5% Докажите, что они считают, что квантовый процессор, превосходящий суперкомпьютерный эксперимент, оказался водоразделом в этой области, но и одной из главных целей будущего.
Google надеялся достичь аналогичной производительности на девяти кубитах, но теперь имеет 72 кубита, и отметил, что Bristlecone станет убедительным принципом в будущем, когда речь заходит о создании более крупных квантовых компьютеров Доказательство того, что Google также сказал, что запуск устройства, такого как Bristlecone при низкой системной ошибке, требует сочетания таких технологий, как программное обеспечение, электроника управления и сам процессор, существует потребность в тщательной разработке системы в течение нескольких раундов итераций наблюдения.
В Google Quantum AI Lab квантовая физика может быть достигнута с помощью Bristlecone, и изучение того, как создавать и управлять устройством на этом уровне, может быть интересной задачей, поскольку они с нетерпением ожидают обмена результатами, что также может помочь большему количеству исследователей Проведите эксперименты в этой области.
Google: от 49 до 72, мы не только немного лучше IBM
Как мы уже говорили, Google заявила, что собирается построить 49-кубитный квантовый компьютер для реализации квантовой гегемонии, утверждая, что они являются результатом их расчета, и почему вы на этот раз перешли на кубик '72 '?
Уже давно предполагается, что 50 кубитов квантовых компьютеров являются «начальными ценами» для квантовой гегемонии ». Вскоре после того, как Google окрестил Quantum Hegemony 49-кубитным квантовым компьютером, IBM заявила, что их исследования Показывает, что для некоторых конкретных квантовых приложений для достижения квантовой гегемонии может потребоваться 56 или более кубитов.
Не только это, 12 ноября 2017 года, IBM объявила об успешной разработке 20-кубитного квантового компьютера и успешно построила и протестировала первый в мире прототип 50-кубитных квантовых вычислений.
На прошлой неделе IBM инаугурационной Index Developers Conference в Сан-Франциско, IBM продемонстрировала за пределами его 50-кубита прототипа, а внутренняя структура также подвергается.
Однако, для достижения квантовой гегемонию, хотел бы сказать, что квантовая симуляция только что упомянул. Наиболее мощные суперкомпьютеры могут только имитируют 46 кубитов аналоговый универсальный квантовый компьютер на обычном компьютере, является очень сложной задачей передовые научно-исследовательские работы в ноябре 2017 года, профессор Юань акустической армии школа физической науки и техники, Ухань университет, Юлих суперкомпьютер центр Цзиньфэна Ping исследователь, профессор Кристель Michielsen и профессор Ханс де Raedt университет Гронингена, Нидерланды и Германии исследовательской группы в состав совместных исследований, реализуется на суперкомпьютере национальный центр суперкомпьютерных в Уси, Китай Тайху божественность свет серия моделируемой универсального квантового компьютера, квантового достижения 45-битный аналогово. затем, в декабре 2017 года, команда сделала прорыв еще раз, чтобы достичь 46-кубит Моделирование, установка текущего мирового рекорда.
Масштабируемость является одной из задач по обеспечению всеобщего квантового компьютера сталкивается с 45-46, выглядит просто добавляет один бит, но в компьютерном моделировании, каждый дополнительный кубит, необходимо удвоить память компьютера. Например, для моделирования квантового компьютера с 45 кубитами требуется не менее 0,5 PB (около 0,5 × 10 ~ 15 байтов) памяти.
Таким образом, чтобы имитировать 72-битовую квантовый компьютер, требует миллионы раз ОЗУ (2 ^ 26 (72-46) байт). Вероятно, мы не используем так много суперкомпьютеров памяти. Поэтому, если Bristlecone До сих пор возможность запускать общие алгоритмы быстрее, чем самые мощные суперкомпьютеры, будет не за горами.
Захватите точку отсчета квантовой гегемонии 2018 года, небольшой коммерческий квантовый компьютер появится в течение 5 лет
Помимо квантовых бит, квантовая гегемония также требует низкой частоты ошибок, самого быстрого, но ошибочного квантового компьютера, который не так хорош, как классический суперкомпьютер.
Согласно Google, минимальная частота ошибок для квантового компьютера должна быть в пределах 1% и имеет масштаб, близкий к 100. На данный момент, с частотой ошибок, Google достигла этой цели на 72-битном квантовом компьютере с одним квантом Битовый затвор составляет 0,1%, а двойной квантовый бит - 0,6%.
Когда мы сможем достичь частоты ошибок 0,1-1% для десятков или даже миллионов кубитов, квантовый компьютер начнет реально эффективно решать реальную проблему, которая может занять десять или более лет.
Но, по крайней мере, Google полагает, что прежде чем мы сможем создать крупномасштабные квантово-квантовые компьютеры, мы можем сначала реализовать небольшие коммерческие квантовые компьютеры или коммерческие приложения с квантовыми вычислениями.
В 2017 году команда Google Quantum заявила в Nature о том, что они убеждены, что даже в отсутствие теории, которая может быть полностью исправлена с ошибкой, в течение пяти лет все еще будут мелкомасштабные устройства, связанные с квантовыми вычислениями, что также привлечет инвесторов Краткосрочные результаты. «Ранние квантовые вычислительные устройства будут иметь коммерческие приложения в квантовом моделировании, квантовой оптимизации и квантовой выборке, а более быстрая вычислительная скорость имеет четкие коммерческие преимущества от искусственного интеллекта до финансовой и медицинской сфер».
Google надеется, что их 72-кубитовый квантовый компьютер Bristlecone не только обеспечит квантовую гегемонию, но и послужит испытательным прибором для изучения масштабируемости квантов и частоты ошибок, разрабатывая такие приложения, как квантовое моделирование, оптимизация и машинное обучение.
К концу января 2018 года Financial Times опубликовала новость о том, что в ближайшие недели Google и Microsoft будут объявлять две основные вехи в квантовой технологии.
Теперь Google дает свой 72-кубитный квантовый компьютер, затем взгляните на Microsoft.