Компания IBM представила новый квантовый компьютер
В начале декабря мы рассказывали, что компания IBM представила свой новый квантовый процессор Condor.
Теперь компания продемонстрировала Quantum System Two, первый модульный квантовый компьютер, который использует три новых процессора, находящихся под постоянным криогенным охлаждением.
IBM утверждает, что оба эти проекта приближают нас к так называемой "квантовой полезности" — когда квантовые компьютеры будут способны выполнять вычисления, обеспечивающие точные решения поставленных задач, лучше чем классические методы вычислений методом "грубой силы".
#квантроника #электроника #наука
Земля Будущего
В начале декабря мы рассказывали, что компания IBM представила свой новый квантовый процессор Condor.
Теперь компания продемонстрировала Quantum System Two, первый модульный квантовый компьютер, который использует три новых процессора, находящихся под постоянным криогенным охлаждением.
IBM утверждает, что оба эти проекта приближают нас к так называемой "квантовой полезности" — когда квантовые компьютеры будут способны выполнять вычисления, обеспечивающие точные решения поставленных задач, лучше чем классические методы вычислений методом "грубой силы".
#квантроника #электроника #наука
Земля Будущего
Молодой учёный получил премию за создание ионного квантового процессора
На первой церемонии вручения Национальной премии "ВЫЗОВ", которая прошла в Москве в ЦВЗ "Манеж", награду в номинации "Перспектива" получил 31-летний ученый Илья Семериков за создание ионного квантового процессора с использованием многоуровневых квантовых систем.
Семериков руководит разработкой российского квантового компьютера на ионах в рамках дорожной карты "Квантовые вычисления", координируемой Росатомом.
Одной из наиболее перспективных систем для использования в квантовых процессорах считаются ионы в ловушках. При использовании ионов информация может кодироваться в их внутренние электронные состояния. Иными словами если электрон иона находится на одной "орбите" — это 0, если он возбуждается и перескакивает на другую "орбиту" — это 1. Управлять состоянием иона можно с помощью лазеров. Благодаря тому, что ион обладает электрическим зарядом, его можно поймать и "подвесить" во внешнем электромагнитном поле — ионной ловушке.
Ключевой особенностью российского квантового процессора стало использование многоуровневых квантовых систем — кудитов. В отличие от кубитов, кудиты способны одновременно находиться в трех (кутриты), четырех (кукварты) и более состояниях сразу. В конце 2021 года российские физики построили систему из 2 куквартов, что полностью эквивалентно 4 кубитам. То есть вместо того, чтобы перепутывать 2 кубита со всеми сложностями этого процесса, можно взять один ион, в котором электрон может переходить не между двумя, а между четырьмя орбитами.
#квантроника #наука
Земля Будущего
На первой церемонии вручения Национальной премии "ВЫЗОВ", которая прошла в Москве в ЦВЗ "Манеж", награду в номинации "Перспектива" получил 31-летний ученый Илья Семериков за создание ионного квантового процессора с использованием многоуровневых квантовых систем.
Семериков руководит разработкой российского квантового компьютера на ионах в рамках дорожной карты "Квантовые вычисления", координируемой Росатомом.
Одной из наиболее перспективных систем для использования в квантовых процессорах считаются ионы в ловушках. При использовании ионов информация может кодироваться в их внутренние электронные состояния. Иными словами если электрон иона находится на одной "орбите" — это 0, если он возбуждается и перескакивает на другую "орбиту" — это 1. Управлять состоянием иона можно с помощью лазеров. Благодаря тому, что ион обладает электрическим зарядом, его можно поймать и "подвесить" во внешнем электромагнитном поле — ионной ловушке.
Ключевой особенностью российского квантового процессора стало использование многоуровневых квантовых систем — кудитов. В отличие от кубитов, кудиты способны одновременно находиться в трех (кутриты), четырех (кукварты) и более состояниях сразу. В конце 2021 года российские физики построили систему из 2 куквартов, что полностью эквивалентно 4 кубитам. То есть вместо того, чтобы перепутывать 2 кубита со всеми сложностями этого процесса, можно взять один ион, в котором электрон может переходить не между двумя, а между четырьмя орбитами.
#квантроника #наука
Земля Будущего
Стабильные кубиты при комнатной температуре
Группа исследователей под руководством профессора Нобухиро Янаи с инженерного факультета Университета Кюсю в сотрудничестве с профессором Киёси Миятой из Университета Кюсю и профессором Ясухиро Кобори из Университета Кобе сообщает, что они достигли квантовой когерентности — способности квантовой системы поддерживать четко определенное состояние в течение времени, не подвергаясь влиянию окружающих возмущений, при комнатной температуре.
Этот прорыв стал возможным благодаря внедрению хромофора — молекулы красителя, которая поглощает свет и излучает цвет — в металлоорганический каркас, нанопористый кристаллический материал, состоящий из ионов металлов и органических лигандов.
Данное открытие позволит создавать квантовые процессоры, и компьютеры на их базе, не требующие для своей работы охлаждения до сверхнизких температур.
#квантроника #наука
Земля Будущего
Группа исследователей под руководством профессора Нобухиро Янаи с инженерного факультета Университета Кюсю в сотрудничестве с профессором Киёси Миятой из Университета Кюсю и профессором Ясухиро Кобори из Университета Кобе сообщает, что они достигли квантовой когерентности — способности квантовой системы поддерживать четко определенное состояние в течение времени, не подвергаясь влиянию окружающих возмущений, при комнатной температуре.
Этот прорыв стал возможным благодаря внедрению хромофора — молекулы красителя, которая поглощает свет и излучает цвет — в металлоорганический каркас, нанопористый кристаллический материал, состоящий из ионов металлов и органических лигандов.
Данное открытие позволит создавать квантовые процессоры, и компьютеры на их базе, не требующие для своей работы охлаждения до сверхнизких температур.
#квантроника #наука
Земля Будущего
Компани QuEra Computing из Бостона планирует запустить квантовый компьютер с 10 000 кубитами к 2026 году. В пресс-релизе компания раскрыла свой план развития на ближайшее будущее, включая выпуск новой машины с 10 логическими кубитами к концу текущего года.
Квантовые компьютеры, теоретически, превосходят суперкомпьютеры, но остаётся проблема большого количества ошибок.
В то время как традиционные компьютеры делают ошибку в одном бите на миллиард, у квантовых компьютеров может быть ошибка на каждые 1000 кубитов.
Это связано с природой кубитов, элементов хранения данных в квантовых компьютерах. В отличие от обычных битов, которые в каждый определенный момент могут быть 0 или 1, кубиты могут существовать в состояниях суперпозиции, одновременно занимая значения и 0 и 1.
Специалисты компании QuEra использовали логические кубиты с коррекцией ошибок — один из подходов к уменьшению ошибок в кубитах.
Этот метод позволил достичь 48 логических кубитов с ошибкой в 0,5%, что является лучшим результатом на текущий момент.
#квантроника
Земля Будущего
Квантовые компьютеры, теоретически, превосходят суперкомпьютеры, но остаётся проблема большого количества ошибок.
В то время как традиционные компьютеры делают ошибку в одном бите на миллиард, у квантовых компьютеров может быть ошибка на каждые 1000 кубитов.
Это связано с природой кубитов, элементов хранения данных в квантовых компьютерах. В отличие от обычных битов, которые в каждый определенный момент могут быть 0 или 1, кубиты могут существовать в состояниях суперпозиции, одновременно занимая значения и 0 и 1.
Специалисты компании QuEra использовали логические кубиты с коррекцией ошибок — один из подходов к уменьшению ошибок в кубитах.
Этот метод позволил достичь 48 логических кубитов с ошибкой в 0,5%, что является лучшим результатом на текущий момент.
#квантроника
Земля Будущего
Учёные смогли получить информацию от кубита с помощью инфракрасных датчиков
Новое исследование, нарушающее правила принципа неопределенности Гейзенберга, показывает, что кубиты можно измерять с помощью наноболометров (высокочувствительных датчиков, которые могут обнаруживать инфракрасное излучение даже при небольших изменениях температуры).
В настоящее время кубиты измеряются с помощью параметрических усилителей — специальных устройств, которые обнаруживают слабые сигналы от кубита, а затем усиливают эти сигналы, чтобы сделать информацию читаемой.
Однако этот подход имеет различные ограничения.
Например, усиление сигнала добавляет много "шума", который затрудняет чтение кубита и может привести к неточным измерениям.
Этот "шум", создаваемый параметрическим усилителем, отражает принцип неопределенности Гейзенберга — чем больше мы знаем одной из этих переменных, тем меньше мы знаем о второй переменной в данной паре.
Однако наноболометры не следуют этому принципу.
В отличие от усилителей, они определяют количество фотонов, испускаемых кубитами. Таким образом, они воспринимают как мощность (фотоны), так и частоту (количество фотонов), но из одного источника.
Более того, по сравнению с параметрическим усилителем наноболометр в 100 раз меньше, может поместиться внутри бактерии и требует в 10 000 раз меньше энергии.
Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics.
#квантроника
Земля Будущего
Новое исследование, нарушающее правила принципа неопределенности Гейзенберга, показывает, что кубиты можно измерять с помощью наноболометров (высокочувствительных датчиков, которые могут обнаруживать инфракрасное излучение даже при небольших изменениях температуры).
В настоящее время кубиты измеряются с помощью параметрических усилителей — специальных устройств, которые обнаруживают слабые сигналы от кубита, а затем усиливают эти сигналы, чтобы сделать информацию читаемой.
Однако этот подход имеет различные ограничения.
Например, усиление сигнала добавляет много "шума", который затрудняет чтение кубита и может привести к неточным измерениям.
Этот "шум", создаваемый параметрическим усилителем, отражает принцип неопределенности Гейзенберга — чем больше мы знаем одной из этих переменных, тем меньше мы знаем о второй переменной в данной паре.
Однако наноболометры не следуют этому принципу.
В отличие от усилителей, они определяют количество фотонов, испускаемых кубитами. Таким образом, они воспринимают как мощность (фотоны), так и частоту (количество фотонов), но из одного источника.
Более того, по сравнению с параметрическим усилителем наноболометр в 100 раз меньше, может поместиться внутри бактерии и требует в 10 000 раз меньше энергии.
Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics.
#квантроника
Земля Будущего
Квантовые и обычные фотоны впервые передали по одному оптоволокну
Возможности квантовых компьютеров значительно возрастут, когда они будут объединены в сеть, в идеале основанной на существующих оптоволоконных каналах, так как это будет дешевле и повысит безопасность обычных каналов передачи данных.
Однако "квантовые" фотоны и обычные сигналы плохо сочетаются в одном канале, поскольку квантовые состояния чувствительны к помехам и легко разрушаются.
Учёные из Ганноверского университета имени Лейбница провели эксперимент, который показал возможность одновременной передачи квантовой и классической информации по одному оптическому волокну. Это потенциально сделает обычный интернет более защищённым и позволит объединить несколько квантовых компьютеров для решения сложных задач.
Для объединения квантового и классического сигналов в одном канале учёные использовали самодельный модулятор с линейным изменением фазы или задержки (серродин). Серродин смещает фазы оптического сигнала в волокне (в одном частотном канале), позволяя одновременно передавать квантовые и классические данные. Опыт показал, что это не разрушает запутанность фотонов. Затем потоки разделяются на квантовый и классический для обработки каждым приёмником. Стоит отметить что всё происходит лишь в одном частотном канале, а не в волокне, где может быть несколько десятков или сотен каналов. Таким образом, обычная пропускная способность снизится незначительно, что ускорит появление квантового интернета.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
#квантроника
Земля Будущего
Возможности квантовых компьютеров значительно возрастут, когда они будут объединены в сеть, в идеале основанной на существующих оптоволоконных каналах, так как это будет дешевле и повысит безопасность обычных каналов передачи данных.
Однако "квантовые" фотоны и обычные сигналы плохо сочетаются в одном канале, поскольку квантовые состояния чувствительны к помехам и легко разрушаются.
Учёные из Ганноверского университета имени Лейбница провели эксперимент, который показал возможность одновременной передачи квантовой и классической информации по одному оптическому волокну. Это потенциально сделает обычный интернет более защищённым и позволит объединить несколько квантовых компьютеров для решения сложных задач.
Для объединения квантового и классического сигналов в одном канале учёные использовали самодельный модулятор с линейным изменением фазы или задержки (серродин). Серродин смещает фазы оптического сигнала в волокне (в одном частотном канале), позволяя одновременно передавать квантовые и классические данные. Опыт показал, что это не разрушает запутанность фотонов. Затем потоки разделяются на квантовый и классический для обработки каждым приёмником. Стоит отметить что всё происходит лишь в одном частотном канале, а не в волокне, где может быть несколько десятков или сотен каналов. Таким образом, обычная пропускная способность снизится незначительно, что ускорит появление квантового интернета.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
#квантроника
Земля Будущего