Quantum Computing - un termine distante per la persona media. Al giorno d'oggi, puoi anche indossarlo e sentire il suo fascino magico.
22 marzo Quantum Information e Quantum Innovation Institute, Accademia cinese della Scienza e della Tecnologia di Hefei stessa (di seguito denominato 'Quantum Innovation Institute') 2018 riunione annuale, dall'Istituto per Quantum Information e Quantum Accademia Cinese delle Scienze innovazione scientifica e tecnologica, Ali nuvole e le altre unità ricerca e sviluppo di superconduttori piattaforma di cloud computing quantistico a 11 bit giunto ufficialmente annunciato sulla linea, che è gli utenti del secondo dopo IBM di offrire più di 10 bit servizi sistema quantistico cloud computing per il pubblico. mondiali solo bisogno di accedere a questo computer quantistico attraverso una specifica interfaccia, è caricare linea quantum deve essere eseguito, e di ottenere un risultato di calcolo in piattaforma di calcolo sviluppo di cloud quantistica quantistica, progettato per verificare la stabilità e l'accelerazione quantum computing dal punto di vista hardware, mentre l'ecosistema industria culturale, promuovere computazione quantistica Industrializzazione: per il vasto numero di ricercatori teorici nel campo dell'informatica quantistica, questa piattaforma cloud può fornire maggiore supporto e simulazione per la propria ricerca, mentre per gli amanti della scienza è anche un apprendimento a distanza per comprendere l'informatica quantistica. Posizioni scientifiche popolari.
Allo stato attuale, manipolare con precisione i servizi di calcolo quantistico a 11 bit hanno raggiunto un classico ambiente di simulazione completa esperienza di elaborazione back-end e il processore quantistico reale in the cloud, gli utenti possono non solo eseguire il personalizzato per soddisfare le esigenze specifiche nel processore superconduttore quantum vario linea quantistica, e scarica i risultati economici, ma anche mediante calcolo simulazione classica, processore quantistico per il confronto con i risultati dei test mostrano che il processore gate quantistica fedeltà singolo bit in media 99,7%, della media dibit 94.9 portello %. Cos'è il calcolo quantistico superconduttore?
Oggi, le nostre mani che tengono i vari tipi, trucchi del calcolatore, infatti, è un'unità di base dei transistor integrati, ogni transistor utilizzati per rappresentare le informazioni 0 o 1, e attraverso una serie di operazioni logiche, vogliono aiutarci a ottenere Il risultato desiderato
Tuttavia, nessuna integrazione anche tenere il passo con la crescita esponenziale delle persone in età informazioni digitali esigenze di elaborazione. A causa del chip densità di integrazione hanno sempre limiti fisici, in particolare, affrontare determinati temi complessi (come il factoring), il tempo di elaborazione del computer esistente può essere fino Ci vorranno centinaia di migliaia di anni.
30 anni fa, gli scienziati hanno proposto un nuovo metodo di calcolo - logica calcolo binario tradizionale 'incorporato' sistemi quantistici, il principio quantistico di sovrapposizione, cosicché stato di sovrapposizione mentre nel qubit 0 e 1, in modo che, come il numero di bit Con l'aumento, la capacità di memorizzare e calcolare aumenterà in modo esponenziale!
Come capire questa accelerazione esponenziale? Possiamo immaginare, per un computer classico, i due bit alla volta possono rappresentare solo 00, 01, 10, 11 in una quattro possibilità, ma nella computazione quantistica, Le unità a due bit possono contenere quattro valori contemporaneamente: 00, 01, 10 e 11. Cioè, possiamo manipolare gli stati 2 ^ N allo stesso tempo.
Cinesi hanno una parola chiamata 'Qiluwangyang', che hanno complicato labirinto nella forcella del bivio, si è difficile trovare il bersaglio, mentre l'informatica quantistica, è come giocare un gioco del labirinto misterioso, si può utilizzare molto I qubit, allo stesso tempo, illudevano molti raddoppiamenti, e allo stesso tempo cercavano obiettivi su molte, molte miglia di strade, completando le missioni in un tempo molto breve.
In tutti i sistemi che ci si aspetta realizzino questa bellissima idea, i superconduttori hanno guadagnato il favore della maggior parte degli scienziati a causa dei suoi vantaggi unici.
Sollevare la superconduttività, pensiamo è 'resistenza'. In realtà, ci sono molte proprietà meravigliose di superconduttori in cui una giunzione Josephson è chiamato presenza, espandere notevolmente le applicazioni della superconduttività, e anche sviluppato uno nuovo Soggetto - superconduttività.
Giunzione Josephson è previsto nel 1962 dal BD Josephson di questo fenomeno è ciò? Se deboli due superconduttori sono collegati in qualche modo, ad esempio due superconduttori mezzo di una coppia di tunneling Cooper per strato isolante ultrasottile , quindi una corrente superconduttore si verifica tra i due superconduttori, e se termina con una tensione, corrente attraverso la giunzione diventa corrente superconduttivo, una tensione proporzionale alla frequenza e oscillazioni alternati, ulteriormente, se le due giunzioni Josephson collegati in un circuito chiuso, la corrente di polarizzazione di essere la dimensione appropriata, la corrente superconduttore viene modulato dal campo intermedio interferometro. questa tensione, campo elettrico regolatore di performance ricco, così scienziati pensano Prova ad usarlo in un circuito quantico e gioca il ruolo di una giunzione PN in un circuito tradizionale.
Ad esempio, se abbiamo fatto un'induttanza quantico Josephson giunzione, in determinate condizioni, il comportamento degli elettroni in un quantum di, non sistema livello equidistante, come l'elettronica hanno una grande villa più piani di - - si può rimanere al primo piano, al secondo piano può vivere, felice può vivere più a lungo due piani e l'applicazione di una differenza di frequenza energia a microonde uguale a 0 e 1, può essere comodamente Electronics 'live' a livello 0 Con un controllo di livello 1, unito alla natura senza perdite del circuito superconduttore, si può raggiungere la coerenza quantistica con un lungo tempo di coerenza.
L'attuale circuito quantico superconduttore assomiglia a questo:
Successivamente, lo stato del qubit viene letto da una cavità disaccoppiata dal bit (indicato da Lr e Cr nella figura). Con l'accoppiamento del bit, la frequenza di risonanza della cavità si muoverà leggermente, spostando la dimensione del In relazione allo stato del bit, abbiamo solo bisogno di misurare il segnale vicino alla frequenza di risonanza della cavità per leggere lo stato del bit.
Infine, più bit sono accoppiati tramite condensatori adiacenti, che è il campione utilizzato da questo processore quantistico superconduttore.
Come si può vedere, l'elettronica superconduttori per capire non è del tutto simile al circuito classico? In realtà, è l'attuazione, sono anche un sacco di tecnologia di elaborazione per mezzo di una tecnologia convenzionale di elaborazione chip semiconduttore, che è la computazione quantistica superconduttore uno dei motivi per essere ottimisti circa gli scienziati. il computer quantistico nel computer 'grande frigorifero' superconduttore quantum è un sistema molto fragile, sensibilità particolare anormale rumore termico. abbiamo detto in precedenza, l'informatica quantistica si basano su elettronica vivono a livello 0 e 1 livello per controllare il livello di energia del bit quantistico è molto piccola, solo circa convertiti in temperatura 48 ~ 960mK, inoltre, una temperatura leggermente superiore, sono generati all'interno della perdita superconduttore, quindi, il nostro ultra Il computer ha bisogno di un grande frigorifero dedicato per mantenerlo a una temperatura molto bassa.
Tutto sommato, questo grande frigorifero dedicato e freezer come la nostra casa, ma anche una pompa di calore. Ma poi, si tratta di una diffusione fase endotermica di tempo He3 per sfruttare il raffreddamento concentrato miscela liquida di He3 / He4 diluizione opposto, possiamo usare una pompa di estrazione per diluire continuamente fase He3, mentre il He3 fuori costantemente ritornare alla fase liquefatto è stato concentrato, diluito in modo che il ciclo di refrigerazione può produrre un continuo endotermico, in modo che la temperatura è mantenuta a un 10mk bassa temperatura.
Calcolo quantistico superconduttore
Per la prospettiva dell'informatica quantistica, l'industria ritiene generalmente che sia necessario raggiungere le seguenti condizioni per ottenere un calcolo quantistico universale:
1. Il sistema scalabile definito qubit; 2. la capacità di inizializzare lo stato dei qubit semplice stato di riferimento, ad esempio | 000 ...> Stato; 3. tempo molto più lungo del tempo di decoerenza operativo porta; 4 bis Gruppo di gate di operazione comune impostato 5. Può eseguire misurazioni efficienti di bit.
Per il calcolo quantistico superconduttori, ha raggiunto un preliminare sopra la soglia, per la sua compatibilità con i processi di semiconduttori convenzionali, Google, IBM, NASA e altri giganti commerciali hanno il layout del calcolo profondo complesso.
A proposito di prospettive di computazione quantistica, la vista corrente principale è che, se è possibile manipolare con precisione i qubit più di un certo numero, computer quantistici saranno in grado di fare un computer classico per recuperare il ritardo su un determinato compito, vale a dire, in uno spazio o di tempo limitati vincoli, di qualsiasi I computer taiwanesi classici funzionano molto meglio: questa è la supremazia quantistica proposta dal fisico John Preskil del California Institute of Technology.
Google ha il miglior accumulato nei superconduttori tecnologie quantistiche, come praticante del concetto di 'egemonia quantum', proposto algoritmo, Google stima linee casuali quantum, questo numero qubit egemonia quantistica è di circa 49'1'.
Lo scorso ottobre, i concorrenti di Google - IBM negli Stati Uniti arXiv pubblicato un articolo sostenendo che raggiungere una profondità di 27 linee di profondità 49-bit e 56-bit è la linea classica del 23 simulazione '2', 49-bit lontano per dimostrare l'intento L'egemonia quantistica non può essere realizzata, e quindi il piano di Google di realizzare l'egemonia quantistica usando 49 bit può essere rovesciato.
IBM provocazione era rapidamente Google schiaffo. Due mesi dopo, Google è anche articolo follow-up in arXiv, ha sottolineato che il numero di bit quantistici è solo un aspetto dell'egemonia quantistica, altrettanto importanti linee di profondità quantistica devono anche essere considerati. Google citata quantum roadmap egemonia essi prima proposta da '1' e IBM non è rotto, perché il contesto chiaramente numero di qubit accennato a 49, mentre la profondità della linea quantistico 49. Google anche garantire una maggiore fornisce il numero di diversi qubit ei risultati dei test precisi relativi linee diverse profondità descritte, se solo la profondità della linea quantum 19, anche fino a 100 qubit, può anche essere simulato classico '3'.
"Nature" report citato Martinis Rispondo MIT Computer Science e autorevole di valutazione Scott Aaronson, che la carta non pregiudichi la ragionevolezza dell'esperimento 'egemonia quantum', ma per dimostrare che Google pianificato 'egemonia quantum' testare la premessa di '4' .
Secondo Google dati riportati dicembre 2017, il classico tempo simulazione al computer richiesto per bit quantistici, sono strettamente correlati al numero di bit e la profondità dei due indicatori. Dai risultati, la simulazione classico con 100 qubit, una profondità di 20 quantistica ha 25 linee e una profondità di 45 qubit difficoltà è simile, quindi non si può parlare solo quando il numero di bit quantistici bando. Questo è come qubit entanglement non può essere raggiunto se N, dicendo solo che il numero di qubit su un chip non ha senso. negli aspetti di simulazione classici circuiti quantistici, ci sono molti studi gruppo nazionale di follow-up, che l'accademico cinese HKUST Guo Guangcan ha portato la squadra utilizzato i complessi classico informatici linee bit quantistici per la simulazione teorica di raggiungere una profondità di 22 di emulazione a 64 bit della linea classica '5'. i risultati sono stati anche pubblicati innovazione annuale quantistica conferenza di lavoro Research Institute, Accademia Cinese delle Scienze il 22 febbraio.
In altre parole, i dati sperimentali esistenti hanno mostrato risultati promettenti egemonia quantistica, è ormai un classico in ogni computer e non può essere superiore al 50 qubit circuito quantistico ha una ragionevole di profondità sotto un alto computer quantistico. In questo feroce Nella competizione, tutti vogliono prendere il comando mettendo le proprie bandiere in alto, la squadra cinese non fa eccezione.
L'anno scorso, l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina professor Pan Jianwei ei suoi colleghi Zhu Xiaobo, Lu Chaoyang e altre joint professore Università di Zhejiang del gruppo di studio Wang Haohua, il sistema superconduttore per la prima volta in dieci superconduttore qubit entanglement '6', e su questa base per raggiungere veloce risolvere equazioni lineari di algoritmi quantistici '7'.
L'ultima riga di questa computer quantistico, le persone quantistica è la prima auto-sviluppato per fornire al pubblico piattaforma di elaborazione superconduttore qubit servizi di calcolo quantistico 11 di cloud della Cina può essere raggiunto singolo bit di funzionamento, il funzionamento e doppio-bit multi-bit di lettura e altre operazioni in una linea quantistico. risultati del test mostrano che il tempo di calcolo, la fedeltà, e altri indicatori chiave di performance nube quantica abbastanza IBM.
È stato riferito che il team è stato nella fedeltà di laboratorio cancello a due bit aumentato a oltre il 99%, mentre i test preliminari sono stati consegnati e un processore a 24-bit superconduttori futuro quantistica, i ricercatori continuerà a migliorare le prestazioni della piattaforma cloud per fornire agli utenti più bit, servizi di calcolo quantistico più accurati. Accademia Cinese delle scienze, Università di Scienza e tecnologia dei vice presidente esecutivo Cina Pan Jianwei ritiene che l'informatica quantistica epocale importanza. meccanica quantistica ha dato alla luce la terza rivoluzione industriale, è attualmente al fine di risolvere i problemi di capacità di calcolo causati dai dati di grandi dimensioni pronto.
computazione quantistica con potenza di calcolo ultra-veloce, in particolare la capacità di risolvere problemi come l'intelligenza artificiale, la simulazione quantistica, lo sviluppo di farmaci, l'ottimizzazione dei quanti, che dovrebbe andare veramente oltre la Cina il 'supercomputer' in questa competizione, ha una propria mappa delle rotte ricercatori cinesi sperano nei prossimi anni, per realizzare la manipolazione di qubit 50, per ottenere una 'egemonia quantistica'.