Квантовый компьютер — квантовый интернет
Даже самые осторожные ученые начинают допускать новые сверхвозможности квантовых компьютеров – вплоть до материализации предметов и мгновенного перемещения неживых и живых объектов на неограниченные расстояния — после того, как 26 февраля 2021, ученым впервые удалось соединить два отдельных кубита (основы квантовых компьютеров) посредством гибкого кабеля.
Согласно сообщению Microsoft News за 27 февраля , был осуществлен громадный скачок в развитии технологии квантовых компьютеров Qubit : была создана первая действующая модель квантового интернета – что до сих пор считалось в принципе невозможным. Последствия развития квантового интернета трудно представить и переоценить: он превосходит возможности и потенциал существующей сети буквально в миллиарды раз.
Материалы по тегу «квантовый компьютер»
Инженеры НГТУ НЭТИ создали опытную партию первых отечественных криогенных СВЧ-усилителей, необходимых для проведения исследований, связанных с созданием квантовых систем обработки информации на сверхпроводящих кубитах
Группа ученых из Российского квантового центра продемонстрировала возможность масштабирования квантовых компьютеров, не наращивая количество квантовых носителей информации, а используя их дополнительные уровни
Предложенная теоретическая модель является наиболее эффективной из основных существующих концепций по созданию единиц памяти для компьютеров будущего
Группа исследователей под руководством преподавателя Института квантовых вычислений (IQC) выполнила первое в истории моделирование барионов — фундаментальных квантовых частиц — на квантовом компьютере. – пишет eurekalert.org.
Создание квантового компьютера – задача для ученых всего мира. Научный коллектив СПбПУ и МГУ сделал новый шаг в этом направлении – теоретические изыскания фактически полностью совпали с экспериментом
Директор ФИАН Николай Колачевский о квантовых вычислениях и отставании России
Можно ли с помощью суперкомпьютера создать полномасштабную модель человеческого мозга? Какое место в мировой гонке вычислений занимает Россия? Эти и другие темы мы обсудили с академиком РАН Игорем Каляевым
В МФТИ впервые в России создана квантовая интегральная схема на основе пяти сверхпроводниковых кубитов. Она является важным шагом на пути создания полномасштабных универсальных квантовых процессоров и симуляторов
Сверхпроводящие кубиты, квантовый компьютер и другие тайны серого коридора учебно-лабораторного комплекса МГТУ имени Баумана
Исследователю Сколтеха удалось приблизить перспективы квантовых вычислений, сделав открытие, доказывающее универсальный характер их вариационной модели
Ученые НИТУ «МИСиС», Российского квантового центра и Технологического института Карлсруэ разработали квантовый сенсор, позволяющий обнаруживать дефекты в работе квантовых систем
Планы направить 6,1 млрд рублей на развитие квантовых вычислений
17 февраля 2021 года «Росатом» сообщил TAdviser о том, что в рамках мероприятий, приуроченных к официальному старту Года науки и технологий в РФ, представил приоритетные направления работы, нацеленные на создание отечественного квантового компьютера.
На реализацию «дорожной карты» развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления» в течение 2021 года планируется направить 6,1 млрд рублей. Финансовые ресурсы позволят приступить к строительству центра нанофабрикации на территории Инновационного центра «Сколково», а также обновить существующие лабораторные комплексы организаций-участниц Национальной квантовой лаборатории – созданного под эгидой Росатома федерального консорциума, объединяющего научные центры, технологические компании, университеты и стартапы.
сообщил Руслан Юнусов, руководитель проектного офиса Госкорпорации «Росатом» по квантовым технологиям.
В поисках лидера
Во конце 1990-х века лидер гонки был как будто бы ясен — квантовые компьютеры на ЯМР. Когда в начале XXI века их перспективы оказались туманными, одновременно с ионными компьютерами начали активно развиваться и остальные платформы. В 1999 году сделали первый прототип сверхпроводящего кубита. В 2001-м — придумали, как приспособить линейную оптику для квантовых вычислений, и предложили использовать в качестве кубитов ядерные спины около дефектов в кристаллической структуре алмаза.
К середине 2021 года в гонке участвуют больше десятка платформ, которые работают на совсем разных носителях: дефектах в алмазах, электронах в квантовых точках, джозефсоновских вихрях, трансмонах, майорановских фермионах. В России первый кубит — сверхпроводниковый — сделали в 2015 году, а сейчас моделируют фотонный транспорт уже на пятикубитном вычислителе.
К концу 2010-х годов кубиты на джозефсоновских контактах казались абсолютными лидерами. Они стоят в устройствах компании IBM, квантовых компьютерах Google, в вычислителях D-Wave на основе квантового отжига. Из крупных компаний, выпускающих квантовые компьютеры на рынок, устройства не сверхпроводниковых кубитах, на ионных делают только Honeywell и IonQ (IonQ основал Кристофер Монро, который вместе с Уайнлендом в 1995 году собрал вентиль CNOT в ионе бериллия).
Квантовый вычислитель — общее название для всех систем управляемых квантовых объектов, в которых можно задавать и считывать их квантовое состояние для решения вычислительных задач.
Квантовый компьютер — вычислитель, на котором можно выполнять квантовые алгоритмы, превращая кубиты в нужные логические вентили. В зависимости от архитектуры, компьютеры могут отличаться по универсальности, но все предназначены для решения сравнительно широкого набора задач.
Специализированный квантовый вычислитель — квантовая система из связанных кубитов, на которой можно выполнить конкретный алгоритм. Такие вычислители всегда предназначены для очень узкого класса задач. Например, системы D-Wave, которые работают на принципе квантового отжига, подходят для единственного подкласса задач оптимизации.
Квантовый симулятор — квантовый вычислитель, в котором система кубитов моделирует реальную физическую систему, например магнетик или сверхпроводник. В такой системе есть взаимодействие между кубитами, но нет выстроенных логических цепей. С помощью квантовых симуляторов можно предсказывать физические свойства квантовых систем.
Программируемый квантовый симулятор — промежуточный вариант квантового вычислителя между компьютером и симулятором. В процессе работы программируемого квантового симулятора можно менять квантовое состояние некоторых кубитов. Это увеличивает число систем, доступных для моделирования, и делает вычислитель более универсальным.
Ионная ловушка для программируемой квантовой платформы Honeywell
Если в гонке есть явно доминирующая команда, вопрос о лидерстве для внешнего наблюдателя не стоит. Лидер первый во всем. В случае с квантовыми платформами — первый по числу кубитов, первый по времени жизни запутанного состояния, первый по разнообразию возможных логических операций, первый по количеству задач, которые можно на нем решать. Но как только появляется реальная конкурентная борьба, нужна методика определения лидера и технический регламент.
Обсуждая регламент и методику сравнения соперников, неплохо бы понять, где провести финишную черту. И она до сих пор все еще довольно размыта. Идеи теоретиков весьма разнообразны: кто-то говорит про квантовое превосходство и решение неподъемной для классического компьютера математической проблемы, кто-то мечтает о квантовом искусственном интеллекте, кто-то более приземленно рассуждает о задачах оптимизации и моделировании квантовых систем. Большинство этих идей очень сильно опережают нынешние технические возможности. «Разрыв между желаниями и возможностями сейчас фантастический, — сетует Колачевский. — Если читать теоретические работы, предположим, в области квантовых вычислений, то теоретики шагнули бесконечно далеко вперед. А техника сейчас — три кубита, пять кубитов, пятьдесят кубитов. И те шумные».
В результате все двигаются как будто бы немного в разные стороны — искать взглядом лидера становится труднее. При этом гонка продолжается, и каждый участник норовит объявить себя лидером, апеллируя вместо общего регламента к широкой аудитории. Одни ссылаются на уже упомянутое квантовое превосходство, другие предлагают учитывать экономическую выгоду, третьи хотят заставить соперников, наконец, решить на скорость какую-то конкретную задачу. Понять, кто впереди, не так просто. В том числе и потому, что они двигаются разными маршрутами. «У кого-то схожесть квантовых состояний [fidelity] выше, зато с масштабируемостью беда, — продолжает Колачевский. — У кого-то масштабируемость хорошая, но время когерентности безобразно короткое. В каждом направлении есть такой тупик. Именно поэтому этих платформ так много. У каждой свои достоинства».
Кристофер Монро, профессор Дьюкского университета и сооснователь IonQ: «Пока мы на очень ранней стадии квантовых вычислений, и неудивительно, что существует много конкурирующих платформ. Но я бы сказал, что будущее сверхпроводниковых квантовых компьютеров выглядит довольно проблемным. Никто не знает, как их масштабировать — и не только потому, что охлаждение макроскопической системы до почти абсолютного нуля чрезвычайно сложно. Есть две более неприятные проблемы: во-первых, все сверхпроводящие кубиты отличаются друг от друга, и по мере роста системы количество кубитов в нужном состоянии постепенно сокращается до нуля; а во-вторых, время когерентности сверхпроводящих кубитов недостаточно для проведения длительных вычислений. Единственная надежда — разработка устойчивого к сбоям механизма коррекции ошибок. Но даже это выглядит безнадежным, поскольку собственная частота ошибок при этом должна оставаться низкой. Из-за этого сверхпроводниковым системам может потребоваться миллион физических кубитов только для того, чтобы получить сто пригодных для использования».
Источник — https://zen.yandex.ru/media/otkritaya_seminariya/sozdanie-kvantovogo-interneta-o-samom-bolshom-proryve-v-nauke-zaiavleno-segodnia-27-fevralia-chto-eto-znachit-dlia-chelovechestva-6039ed0b6cd9133fa6eb5fa8?&disable_feed_under_article=false
Рассекречен документ ЦРУ описывающий эксперименты по телепортации предметов и других паранормальных способностях проведенные в Китае
ИНСТИТУТ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ
Исследовательская группа: Сун Кончжи, Ли Сянгао и Чжоу Лянчжун
Субъект с паранормальными способностями: Чжан Баошэн
В этой статье используются строгие научные процедуры. образцы, видеокассеты и высокоскоростная фотография для демонстрации
наличия паранормальной способности преодолевать пространственные барьеры. Исследование также показывает физический процесс этой способности. Это демонстрирует, что через функцию паранормальных способностей, твердое тело смогло пройти через стенку контейнера без видимых повреждений, как самого телепортируемого объекта, так и контейнера.
Преодоление пространственных барьеров — один из видов паранормальных способностей. Характеристика этой способности заключается в том, что человек с этой паранормальной способностью способен извлекать заранее помещенный в герметичный контейнер предмет без повреждение контейнера.
В Китае Ли Шухуан, Чжан Чунци1 и еще одиннадцать ученых обнаружили, что люди с паранормальными способностями могли убирать такие объекты, как гайки, гвозди и связки спичек из герметичной пластиковой канистры с толщиной стенок 35 мм.
В крышке канистры было отверстие 1,55 мм, но крышка не открывалась. Всекитайским паранормальным физическим центром, было установлено, что люди с паранормальными способностями могли извлечь целевую стационарную бумагу из запечатанного конверта из плотной-бумаги не открывая его.
Затем Лю Шухуан, Чжоу Бинхуан и еще 17 человек провели специальное исследование. тестирование на преодоление пространственных барьеров. Они не только продемонстрировали, что люди с паранормальными способностями могли извлекать канцелярские товары из запечатанных конвертов, но они также могут удалить насекомых из стеклянных трубок закрытых плотными колпачками без какого-либо заметного воздействия на жизнь или действия
насекомого.
В то же время в этом эксперименте они также провели эксперимент, в котором испытуемые удаляли губку, смоченную в FeCla. из двухслойного запечатанного бумажного пакета типа KCNS без видимого изменения окраска тестовой бумаги. Это исследование открыло путь для изучения способности преодолевать пространственные преграды.
На основании этих экспериментов мы сочли необходимым использовать даже более строгие методы для дальнейшего доказательства реальности этой способности.
Поэтому целью этого эксперимента было: Использовать более крупные и длинные объекты и сочетать это с видеозаписью и особенно при высокоскоростной фотосъемке, чтобы точно наблюдать, где пространственный барьер был преодолен.
1. Чтобы в полной мере продемонстрировать реальность умения преодолевать пространственные барьеры мы разработали следующие два образца.
ТЕСТОВЫЙ ОБРАЗЕЦ: Мы использовали герметичные прозрачные стеклянные трубки четырех сантиметров в диаметре и от 12 до 13 сантиметров в длину. Внутри этих бутылочек мы поместили 30 таблеток лекарств, окрашенных либо в красный или фиолетовый цвет. Таблетки имели диаметр 5,5 мм и три миллиметра толщиной. Таблетки были помещены в разные флаконы. Каждая бутылка была пронумерована индивидуально. Номера каждой таблетки разного цвета, количество образец, и серийный номер бутылки с образцом были отмечены на тесте.
В экспериментах, помимо обычной видеосъемки, мы также проводили высокоскоростную фотосъемку 200 кадров в секунду, 400 кадров в секунду и 1000 кадров в секунду.
СУБЪЕКТЫ ПАРАНОРМАЛЬНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ
Субъект Z с паранормальными способностями, мужчина, 26 лет. История болезни — туберкулез, в настоящее время полностью излечившийся. Нормальное физическое развитие.
1. Всего проведено 50 экспериментов на возможность прорыва пространственного препятствия. Из 50 экспериментов 25 были успешными, 17 были записаны на видео и скоростную фотографию использовали в шести.
ПРИМЕР ПЕРВОГО ЭКСПЕРИМЕНТА: Были получены успешные результаты с двумя бутылками.которые также были сняты на видео. Результаты приведены во второй таблице. Во время обоих экспериментов произошло явление удаления одной половинки таблетки. Это было потому что когда субъект с паранормальными способностями упражнял свои способности и приложив энергию, чтобы встряхнуть бутылки, таблетки разбились надвое. Следует отметить, что хотя они и были разбиты пополам, они были все еще толщиной 1,5 мм, и не мог выйти через прорезь в крышке.
Таблетки действительно были извлечены из закрытой бутылки. Не было повреждения бутылок.
Результаты этой группы экспериментов не только демонстрируют, что точка прорыва — это стена контейнера, но эта точка прорыва возникает во временной последовательности.
Были проведены эксперименты, когда внутрь стеклянной колбы помещалась железная гайка, которую испытуемый перемещал из нее наружу не повредив колбу — железная гайка проходила сквозь стенку контейнера не повреждая ее.
Внутрь контейнера помещался моток эмалированной проволоки, которую испытуемый не дотрагиваясь до контейнера, протягивая пальцы мысленно брал и вытаскивал из контейнера. Проволока проходила сквозь стенку контейнера не повреждая ее.
Объекты проходили сквозь стенки контейнеров на разных скорости. В эксперименте с бутылками потребовалось около 2,5
миллисекунды, чтобы пройти две трети таблетки диаметром один сантиметр через стенку емкости. Средняя скорость была V = 7мм / 2,5 мэ = 2,8.метров в секунду.
Если предположить, что они телепортируются с постоянной скоростью, скорость будет на этом уровне. Несколько медленнее, чем скорость бега спортсмена.
Удаление неэкспонированного пакета фотобумаги из 500 м1 из контейнера заняло более 10 миллисекунд или скорость 30 см / секунду.
Для вытягивания экранированной или эмалевой проволоки из стеклянной трубки скорость может быть еще медленнее, или остановиться на несколько секунд. ‘
Таким образом, из этих экспериментов видно, что скорость, с которой твердое тело (целевые объекты) проходят через пространственные барьеры, могут быть очень медленными, достаточно, чтобы за ним мог наблюдать человеческий глаз.
Однако если стенки контейнера тоньше, телепортация происходит мгновенно и человеческий глаз не может ее зафиксировать. Мы не можем видеть процессы, если целевые объекты гранулированной формы, проходят через тонкие стенки за миллисекунды. Высокоскоростные камеры или видеокамеры с замедленной съемкой могут показать видимую временную прогрессию. Это более четко подтверждает реальность паранормальной способности преодолевать пространственные барьеры.
Материалы по тегу «квантовый компьютер»
Инженеры НГТУ НЭТИ создали опытную партию первых отечественных криогенных СВЧ-усилителей, необходимых для проведения исследований, связанных с созданием квантовых систем обработки информации на сверхпроводящих кубитах
Группа ученых из Российского квантового центра продемонстрировала возможность масштабирования квантовых компьютеров, не наращивая количество квантовых носителей информации, а используя их дополнительные уровни
Предложенная теоретическая модель является наиболее эффективной из основных существующих концепций по созданию единиц памяти для компьютеров будущего
Группа исследователей под руководством преподавателя Института квантовых вычислений (IQC) выполнила первое в истории моделирование барионов — фундаментальных квантовых частиц — на квантовом компьютере. – пишет eurekalert.org.
Создание квантового компьютера – задача для ученых всего мира. Научный коллектив СПбПУ и МГУ сделал новый шаг в этом направлении – теоретические изыскания фактически полностью совпали с экспериментом
Директор ФИАН Николай Колачевский о квантовых вычислениях и отставании России
Можно ли с помощью суперкомпьютера создать полномасштабную модель человеческого мозга? Какое место в мировой гонке вычислений занимает Россия? Эти и другие темы мы обсудили с академиком РАН Игорем Каляевым
В МФТИ впервые в России создана квантовая интегральная схема на основе пяти сверхпроводниковых кубитов. Она является важным шагом на пути создания полномасштабных универсальных квантовых процессоров и симуляторов
Сверхпроводящие кубиты, квантовый компьютер и другие тайны серого коридора учебно-лабораторного комплекса МГТУ имени Баумана
Исследователю Сколтеха удалось приблизить перспективы квантовых вычислений, сделав открытие, доказывающее универсальный характер их вариационной модели
Ученые НИТУ «МИСиС», Российского квантового центра и Технологического института Карлсруэ разработали квантовый сенсор, позволяющий обнаруживать дефекты в работе квантовых систем
Преимущество неопределенности
Использовать для расчетов поведения квантовых систем не обычные компьютеры, а другие квантовые системы, которые могли бы играть роль упрощенной модели, предложил еще Ричард Фейнман в 1981 году. Справедливости ради стоит добавить, что идея, видимо, витала в воздухе: почти за год до того ее высказывал советский математик Юрий Манин. В самом деле, трудность, с которой сталкиваются обычные компьютеры при моделировании таких систем, заключается в самой их квантовой природе, в неустранимой неопределенности параметров взаимодействующих частиц.
Наименее универсальная форма квантового компьютера. Его легче всего построить, однако он способен выполнять лишь очень ограниченный круг задач, связанных с оптимизацией. Многие эксперты сомневаются в том, что такое устройство может иметь какие-либо преимущества перед традиционным компьютером. Применение: задачи на оптимизацию Универсальность: ограниченная. Вычислительная мощность: не превышает традиционную
Допустим, нам нужно посчитать, как поведет себя атом, если мы направим на него фотон; для этого нам требуется выяснить поляризацию фотона. Единственный способ сделать это – провести измерения, а до этого поляризация останется неопределенной: физики говорят о суперпозиции, наложении возможных значений. Для расчетов все варианты должны быть рассмотрены по отдельности, и в нашем примере это займет вдвое больше времени, чем если бы нужные параметры поляризации были известны. Более того, стоит начать добавлять в систему другие компоненты (несколько атомов, несколько фотонов), и неопределенности придется перемножать, а сложность вычислений вырастет экспоненциально.
Идея квантового компьютера заключалась в том, чтобы обратить недостаток в достоинство: использовать для вычислений саму неопределенность, которая так затрудняет обычные расчеты. Представим, что вам нужно подобрать пароль, у которого неизвестны последние два бита. Тут возможны четыре комбинации: 00, 01, 10 и 11. В классическом случае каждый из них необходимо считать отдельно: подставить его в нужное место и проверить результат. Однако если носителем информации станет квантовый объект – например, два кубита с суперпозицией поляризации, – то все четыре комбинации можно будет проверить одновременно.
Позволит проводить симуляцию сложных квантовых взаимодействий, которые недоступны для моделирования на любых традиционных компьютерах. Считается, что аналоговый квантовый компьютер будет содержать от 50 до 100 кубитов. Применение: квантовая химия, разработка новых материалов, задачи на оптимизацию, семплирование, квантовая динамика. Универсальность: частичная. Вычислительная мощность: высокая
Если правильная комбинация возможных состояний кубитов существует, можно не сомневаться, что они примут и ее тоже. Главное – организовать взаимодействие между ними так, чтобы мы смогли прочитать и понять получившийся ответ. Мощь квантовых компьютеров заключается именно в экспоненциально растущем числе операций, которые можно сделать за один шаг. Система, состоящая из двух кубитов, позволяет одновременно рассмотреть четыре варианта развития событий, система из четырех – 16. После 50, как мы помним, наступает «квантовое превосходство», а на число комбинаций всех возможных состояний квантового компьютера из 300 кубитов уже не хватит атомов во Вселенной.
Чтобы взять эту планку, нам понадобятся физические носители кубитов. В этой роли могут выступать отдельные атомы, способные находиться в разных энергетических состояниях, или дефекты кристаллической структуры («вакансии»), несущие спин разного направления, или даже относительно крупные объекты – как те сверхпроводниковые антенны, на которых построен Tangle Lake. Какой именно вариант станет стандартом в будущем, пока сказать трудно. Так в свое время было с электрической лампой: физика понятна, но инженерных решений предложен целый букет. Только опыт применения покажет достоинства, недостатки и перспективы разных систем.
Наиболее мощная и наиболее гибкая с точки зрения вычислительных задач версия квантового компьютера. Разработка такого устройства связана с большим количеством технических трудностей. По современным оценкам, в его составе должно иметься не менее 100 000 физических кубитов. Применение: безопасные вычисления, машинное обучение, криптография, квантовая химия, разработка новых материалов, задачи на оптимизацию, семплирование, квантовая динамика, поиск. Универсальность: полная, с ускорением относительно традиционных компьютеров. Вычислительная мощность: весьма высокая
