image

В рамках проходящей в данный момент выставки CES 2019 подразделение IBM Research провело анонс первой в мире квантовой системы, пригодной для коммерческого применения.

Анонсированный квантовый компьютер IBM Q System One включает в себя систему из 20 кубитов. Железо способно к самокалибровке и оптимизировано для работы в криогенных условиях, эти меры необходимы для уменьшения числа ошибок. Кроме того, компьютер имеет собственную высокопроизводительную криогенную систему, а по заявлению IBM допустимо проводить диагностику, обслуживание и даже модернизацию системы без её выключения, с сохранением возможности работы пользователей.
image

Важной характеристикой, на которой производитель акцентирует внимание, является встроенный функционал для подключения квантового компьютера к облачной системе. Таким образом происходит функциональный переход от специализированных квантовых систем на чипе, используемых в экспериментальных целях, к полноценной интеграции квантовых вычислений для пользовательских систем и нужд бизнеса.

В целях развития экосистемы квантовых вычислений IBM так же объявила о создании консорциума с ExxonMobil, Европейской организацией по ядерным исследованиям (ЦЕРН) и Fermilab, для поиска максимального числа задач, в которых применение подобных интегрированных квантовых систем было бы эффективно. Данная группа организаций не является закрытой и уже объявлено приглашение к сотрудничеству для иных заинтересованных сторон.

Во второй половине 2019, в городе Покипси (англ. Poughkeepsie) штата Нью-Йорк, IBM планирует открыть «IBM Q Quantum Computation Center», который будет выступать штаб-квартирой развития сложных интегрированных квантовых систем и содействовать их практическому внедрению.

Стоит отметить, что дизайн системы выполнен несколькими известными студиями и удивительно красив, для такого утилитарного устройства. Во многом прослеживается преемственность с первым коммерческим суперкомпьютером Cray-1. Как по форме (пусть и зеркально перевёрнутый), так и по размерам, а так же в части использования стекла.

image

На момент составления заметки сайт IBM с промо-разделом квантового компьютера был недоступен.

Комментарии (101)


  1. Daar
    09.01.2019 19:06
    +3

    Интересно, по чем нынче квант для народа…


    1. IMnEpaTOP Автор
      09.01.2019 19:09
      +1

      К сожалению информацию о ценах найти не удалось.


    1. Stas911
      09.01.2019 21:54
      +7

      Если вы спрашиваете о цене — значит не можете себе это позволить (с)


      1. adictive_max
        10.01.2019 05:23
        +1

        С одной стороны вроде и да, но с другой, а не выйдет ли дешевле раз эдак в 10 просто эмулировать эти 20 кубитов на традиционных процессорах?


        1. red75prim
          10.01.2019 07:58

          16MiB для представления состояния 20-ти кубитовой системы с 64-х битной точностью. Любая последовательность квантовых вентилей может быть представлена с помощью одной единственной матрицы комплексных чисел размером 2^20 на 2^20 (16 терабайт), но для небольшого количества вентилей это можно сильно оптимизировать. Так что да — наверно будет сильно дешевле.


          Позапрошлогодний рекорд симуляции — 45 кубитов, использовалось 8192 процессора и 0.5 петабайт памяти.


          1. rjhdby
            10.01.2019 11:13

            А по скорости работы как оно?


            1. Oxoron
              10.01.2019 11:32

              Нормально. Мои домашний старенький ноут спокойно обрабатывает симуляции до 20 кубитов. На 26 даже инициализация занимает 15 минут. На 28 кубитах симуляция вылетает.


              1. vlreshet
                10.01.2019 14:51

                Погодите… То есть они выпустили компьютер, который можно спокойно эмулировать старым домашним ноутбуком?


                1. Oxoron
                  10.01.2019 15:19
                  +2

                  Более того, их компьютер подвержен ошибкам. И функциональность симулятора шире.

                  И весь шум поднят из-за единственного «но». Добавление кубита в симулятор означает удвоенный расход ОЗУ. Как я уже писал, мой ноут вылетает на 28 кубитах. Товарищ выше упоминал лимит в 45 кубитов на системе в тысячи процов.

                  Компьютер же от IBM — реален, и не зависит от ОЗУ. Ребята надеются, что смогут урезать ошибки, и удваивать количество кубитов каждые N лет.


                1. rstm-sf
                  10.01.2019 15:38

                  Выпустили компьютер с которым можно работать в "реальности". Например, после предоставления доступа к IBM QE, появились различные статьи исследователей, работавших с прототипами.


                  Нельзя не заметить, что в статьях часто опускают слово "прототип".


          1. rstm-sf
            10.01.2019 16:01

            В октябре того же года появилась другая статья с чуть большим количеством кубит, также есть и другие варианты.


            Вообще, количество кубит — не показатель. А как сравнивать, на данный момент неясно.


        1. arielf
          10.01.2019 21:28

          Первые ламповые компы было проще эмулировать на счётах — но инженеры решили иначе


    1. WannaFly
      10.01.2019 12:41

      1. anonymous
        11.01.2019 15:42

        Но не для граждан *этой* страны, похоже: )


  1. sklavit
    09.01.2019 19:26
    +1

    Можете кратенько объяснить, чем он лучше чем The D-Wave 2000Q™ System?


    1. Kobalt_x
      09.01.2019 20:26

      AFAIK Тем что способен не только задачи оптимизации методом квантового отжига.


    1. rstm-sf
      09.01.2019 21:52

      Как отметили выше — позволяет производить универсальные вычисления. Вкратце тема раскрыта здесь.


    1. Laney1
      10.01.2019 08:33

      в "честном" квантовом компьютере все N кубитов взаимодействуют друг с другом, образуя систему с 2^N состояний. В компьютере D-Wave же, вон что пишут в википедии:


      В декабре 2015 года специалисты компании Google подтвердили, что согласно их исследованию компьютер D-Wave использует квантовые эффекты. При этом в «1000-кубитном» компьютере кубиты в действительности организованы в кластеры по 8 кубит каждый

      Т.ч. эти "2000 кубитов" — маркетинговый буллшит, в реальности система IBM должна быть намного быстрее (если, конечно, тоже не является подобным буллшитом).


      1. sklavit
        10.01.2019 12:36

        Ниже пишут, что у IBM все далеко не так хорошо. В той же ветке пишут, что поддерживаются связи только с 6 соседями.
        Кстати, пытался только что посчиать количество состояний для D-Wave — и мне не очевидно сколько их и как его сравнивать с «честным». Можете привести рассчеты?


  1. SerafimArts
    09.01.2019 20:43

    На момент составления заметки сайт IBM с промо-разделом квантового компьютера был недоступен.


    Этот? www.research.ibm.com/ibm-q/system-one


    1. IMnEpaTOP Автор
      09.01.2019 20:59

      Именно так, уже доступен.


    1. AbstractGaze
      09.01.2019 21:11
      +1

      Ролик забавный, сложилось впечатление что они его купили в IKEA и на месте просто собирали по инструкции.


      1. Illivion
        09.01.2019 22:06
        +5

        Ага. И судя по всему главная фишка всего устройства — огромная стеклянная дверь…


      1. synka
        10.01.2019 09:19

        Не одного шуруповерта! Только ручная сборка.


      1. safari2012
        10.01.2019 09:57

        Скорее уж тогда в Леруа/ОБИ


  1. maslyaev
    09.01.2019 21:03
    +1

    20 кубитов
    Выдохнули


    1. Oxoron
      09.01.2019 21:45

      Не совсем. Надо еще глянуть на связность кубитов, потом на уровень ошибок.


      1. maslyaev
        09.01.2019 22:22
        +2

        Да не, я про выдыхание с облегчением. Для продуктивного исполнения Шора и Гровера на реальныо опасных задачах (взлом ключей и реверс хеш-функций) 20 кубитов — это ни о чём.


        1. Oxoron
          09.01.2019 22:37
          +2

          Я о том же.
          Это понятно. Но сейчас у квантовых компов какие проблемы?
          1. Число кубитов (20).
          2. Связи между кубитами. (один кубит связывается максимум с 6 соседями)
          3. Удерживание состояния на кубите. Сейчас вроде микросекудны.
          4. Ошибки (при запутывании, при удержании — весь спектр). Тут все плохо. 7% ошибок на мультикубитах на Q5 Tenerife.

          Соответственно, вы вполне справедливо волнуетесь по поводу первой проблемы. Я вдобавок интересуюсь, какой прогресс на оставшихся трех.


          1. yleo
            09.01.2019 23:29

            Угу, поэтому еще очень-очень рано чтобы начинать «вдыхать» )


          1. Linloil
            09.01.2019 23:54
            +1

            2. Связи между кубитами. (один кубит связывается максимум с 6 соседями)
            То есть на самом деле это 7-кубитный компьютер?


            1. daiver19
              10.01.2019 00:43

              Как я понимаю здесь имелось в виду, что гейты могут быть применены только к соседним кубитам. Т.е. представьте, что у вас в процессоре 20 регистров, но можно выполнять только операции вида op(reg[x], reg[x+1..5]). Вы по прежнему можете выполнить любой алгоритм, просто возможно его придется разложить на бОльшее число операций. Для квантовых компьютеров каждая операция (гейт) несет дополнительную вероятность ошибки, поэтому в сумме это просто выливается в более высокую вероятность ошибки, ограченность сложности алгоритма итд.


            1. Oxoron
              10.01.2019 11:40

              daiver19 прав.
              В левом верхнем углу по ссылке есть схема процессора. Вы можете запутать нулевой кубит с первым и вторым, первый — с нулевым и вторым, второй — со всеми четырьмя, и т.д…

              То есть, в этом процессоре 5 кубитов, но вы не можете запутать первый с пятым напрямую. Для этого придется использовать «грязные хаки».

              Из тех процессоров, что я видел, самый лучший результат по связанности — один кубит с шестью соседями. Схему сабжа я пока не видал.


  1. aslepov78
    09.01.2019 22:12
    +1

    Модель вычислений, API, SDK,… — где это все?


    1. rstm-sf
      09.01.2019 23:04

      В интернете Можете начать с гитхаба.


  1. kompas_3d
    09.01.2019 22:36
    +1

    А для каких вычислений его оптимально использовать?


    1. Sychuan
      09.01.2019 23:06
      +2

      А для каких вычислений его оптимально использовать?
      Ответить

      Скорее всего ни для каких, кроме чисто экспериментальных. Ну, скажем, университету есть смысл такую штуку купить и обучать студентов/аспирантов. Трудно представить, что для реального бизнеса это имеет какие-то ценности. С другой стороны—это настоящий квантовый компьютер, хотя по возможностям он и уступает какой-нибудь Паскалине.


      1. billyevans
        10.01.2019 03:13

        Чет кажется намного проще использовать эмулятор для таких целей или облачные решения. Вроде кто-то предоставляет квантовые инстансы.
        Но наверное прикольно покопаться с реально железкой ;-)


        1. Chupakabra303
          10.01.2019 10:43

          Те, кому "прикольно покопаться с железкой", сами заняты исследованиями по к.к. (а не сисадминством несуществующих коммерческих образцов).


    1. kalininmr
      10.01.2019 01:21

      поиск хитрый, работа с образами, математика некоторая.


  1. shizoyd
    09.01.2019 22:50
    +5

    розмером с комнату, как в старые добрые времена


    1. exehoo
      09.01.2019 23:43

      Теперь я знаю, что ответить ребенку на «Где живет Дед Мороз?»


      1. Valery4
        10.01.2019 00:52

        Если это квантовый Дед Мороз, то он одновременно и живёт и не живёт, пока не придёшь в гости.


        1. Cerberuser
          10.01.2019 04:47

          Ну как тут не вспомнить теорию — https://worldbuilding.stackexchange.com/a/134486/53161 :)


    1. NeoCode
      10.01.2019 07:18

      Может быть, наступают старые добрые времена 2.0?


    1. 8street
      10.01.2019 12:33

      А потом он станет размером с кредитку.


      1. Nathanson
        10.01.2019 22:38
        +1

        Но только систему охлаждения все равно придется с собой в тележке возить для такой кредитки.


  1. seri0shka
    09.01.2019 23:55
    +4

    Стоит отметить, что дизайн системы выполнен несколькими известными студиями и удивительно красив, для такого утилитарного устройства.

    Класс, именно этого мы прежде всего от него хотели!
    Ещё бы розовый и с яблочком. И под две симкарты.


    1. massmedium
      10.01.2019 05:34
      +1

      Подождём лет двадцать.


    1. sinneren
      10.01.2019 08:24

      Телевизор с антеннкой забыли


  1. AAngstrom
    10.01.2019 00:47
    +2

    Забавно, как тихо и почти без фанфар происходит революция. Точнее революция зарождается. Особенно это заметно, если взглянуть на эти новости в контексте истории теоретических исследований в области квантовых вычислений. Первые серьёзные работы на эту тему, предлагающие конкретные алгоритмы, были опубликованы в середине 90-х, что вызвало волну эйфории и энтузиазма. Люди стали мечтать о "более лучших компьютерах", невиданных доселе вычислительных мощностях и поломанных криптографических алгоритмах. Но когда эксперименты вскрывали всё больше новых трудностей на пути физической реализации квантовых вычислений, энтузиазм поутих, а затем и вообще сменился скептицизмом в отношении реальности сколько-нибудь практичного квантового компьютера. А теперь уже видно, как доселе фундаментальные исследования постепенно переезжают в R&D-отделы компаний (пусть больших и богатых), и квантовые компьютеры начинают обретать конкретные черты (напоминающие об эпохе ЭНИАКов, МАРКов и иже с ними).


    Правда, нужно понимать, что сравнивать напрямую типичный современный компьютер, основанный на двоичной архитектуре, и квантовый компьютер — занятие неблагодарное и, скорее, бесполезное. Квантовые компьютеры по сути гораздо ближе к аналоговым вычислителям, весьма распространённым в середине 20-го века. И поэтому вопрос, когда напишут "DOOM" на квантовом компьютере, довольно бессмысленен. Скорее всего, никогда, потому что они предназначены для других задач. В частности, масса задач физики и химии требует решения задачи полной диагонализации. Классический алгоритм решает подобную задачу за O(4^N), где N — это число степеней свободы. Это делает невозможным решение некоторых задач. Квантовым алгоритмом такая задача может быть решена за O(1) — O(N), в зависимости от задачи. Правда, алгоритм потребует когерентной работы O(N) кубитов, так что всё будет зависеть от пределов масштабируемости. Но тут ещё есть запас по температуре (у IBM сейчас используется температура порядка десятков мК, ещё есть куда понижать), и по новым физическим эффектам (а-ля топологически нетривиальные электронные состояния), которые теоретически смогут позволить масштабировать квантовые компьютеры, оставаясь в области разумных температур.


    1. Goodkat
      10.01.2019 04:06

      И поэтому вопрос, когда напишут «DOOM» на квантовом компьютере, довольно бессмысленен. Скорее всего, никогда, потому что они предназначены для других задач. В частности, масса задач физики и химии требует решения задачи полной диагонализации.
      Первые компьютеры тоже не для игр создавались, а теперь на них в туалете в Angry Birds играют.


      1. 8street
        10.01.2019 12:36

        Ну DOOM — это святое. Запустят как-нибудь.


        1. red75prim
          10.01.2019 16:39

          Хех. Сотни тысяч кубитов, миллионы гейтов, алгоритмы квантовой коррекции, чтобы на выходе получить следующий кадр и следующее состояние игры без ошибок с вероятностью, скажем, 70%.


          1. Oxoron
            11.01.2019 13:06

            Это вы зря.
            Используют миллиарды кубитов, найдут все вероятные прохождения всех уровней, и отыщут все секреты.


            1. red75prim
              11.01.2019 13:23
              +1

              Квантовые компьютеры работают не так — они не являются недетерминированной машиной Тьюринга, которая выполняет все ветки алгоритма параллельно. То есть параллельно проверить все пути прохождения дума не получится. Может быть есть возможность как-то приспособить алгоритм Гровера для поиска секретов, но ускорение у него квадратичное — вместо ста лет найдёт за десять (или, если учитывать константные факторы, то, что классический компьютер найдёт за месяц, квантовый может найти за год, но то, что классический найдёт за 1728 лет, квантовый найдёт за 144 года).


              1. igordata
                11.01.2019 14:09

                как сложно
                что за константные факторы? почему ещё нет статьи на хабре?


                1. red75prim
                  11.01.2019 15:54

                  почему ещё нет статьи на хабре?

                  Вообще-то есть: https://habr.com/post/196560/


              1. Oxoron
                11.01.2019 15:28

                То есть параллельно проверить все пути прохождения дума не получится.
                Зачем все ветки алгоритма?

                Храним любое значение как набор кубитов (Двоичное представление ситуации на уровне)_(история действий)_(число открытых секретов)_(служебные кубиты). Начальное значние: 100% вероятности состояние (старт уровня)_(000000000)_(0). Каждый тик «параллельно» меняем несколько битов энного шага в истории, изменяем состояние карты в соответствии с текущим состоянием, считываем число открытых секретов.

                На выходе имеем 2^{N*100500} состояний. Амплифицируем те, где количество секретов равно максимальному. Муторно, требует много ресурсов, но реализуемо.


                1. red75prim
                  11.01.2019 15:35
                  +1

                  > На выходе имеем 2^{N*100500} состояний. Амплифицируем те, где количество секретов равно максимальному. Муторно, требует много ресурсов, но реализуемо.

                  O(sqrt(2^{N*100500})), чтобы найти максимум.


                  1. Oxoron
                    11.01.2019 16:14

                    Муторно, требует много ресурсов, но реализуемо.
                    Но вы правы. Алгоритм надо оптимизировать.
                    1. Скорее всего, мы получим n исходов с максимумом секретов. Соответственно, получим сложность корня из 100500/n.
                    2. Можно поиграть с сокращением записи. Одни действия встречаются чаще, чем другие, так что можно попробовать использовать Код Шэннона для сокращения числа 100500.
                    3. Записываем не все действия.
                    4. Ищем по секрету за раз.


                    1. red75prim
                      11.01.2019 17:00

                      корня из 100500/n.

                      Нет, сложность всё-таки корень из {2^100500}/n. У нас есть функция преобразующая набор битов фиксированной длины (100500), в котором закодированы команды перемещения игрока, в количество открытых секретов. Квантовый алгоритм поиска глобального максимума функции на множестве S имеет сложность O(sqrt(N/n)), где N = |S| (см. [0]), то есть N = 2^100500 в нашем случае.


                      Это не "много ресурсов", а столько ресурсов, что в нашей вселенной их никогда не получить.


                      [0]: раздел 8 в https://research-management.mq.edu.au/ws/portalfiles/portal/62430609/Publisher+version+%28open+access%29.pdf


                      1. Oxoron
                        11.01.2019 17:40

                        Очепятался, простите.
                        Получим сложность O(sqrt{2^{100500/n}}).


      1. AAngstrom
        10.01.2019 21:28

        Будут играть в квантовые Angry Birds: птица летит по всем возможным траекториям одновременно, и тебе показывают, с какой вероятностью замок со свиньями разрушен, и каково среднее по распределению числа убитых свиней.


    1. worldmind
      10.01.2019 09:54

      1. rstm-sf
        10.01.2019 16:20

        И оптимисты еще не перевелись.


      1. AAngstrom
        10.01.2019 21:21

        Да, Ландауэр, упомянутый в статье Дьяконова был одним из первых скептиков квантовых компьютеров. Кстати, и упомянутое мной сравнение с аналоговыми компьютерами — это тоже от Ландауэра.

        Но, опять-таки, основной недостаток критики Дьяконова состоит в том, что он сначала задаёт некие очень сильные требования к квантовым компьютерам, а потом торжественно делает вывод, что эти требования невыполнимы. Действительно, оптимисты считали (и, возможно, кто-то продолжает так считать), что квантовые компьютеры чуть ли не заменят обычные везде, где только можно, но об этом речи не идёт. То, к чему сейчас стремятся — это гибридные схемы. По сути, классический компьютер с квантовым вычислительным модулем. Об этом, кстати, говорится в ответе на критику, ссылку на которую дал rstm-sf ниже.


        1. Deamon87
          11.01.2019 15:01

          >что он сначала задаёт некие очень сильные требования к квантовым компьютерам, а потом торжественно делает вывод, что эти требования невыполнимы

          Справедливости ради, нужно сказать, что нечто похожее происходит и во всей теории QC и QM. Т.е. теорией задается нерушимость некоторых принципов ( как пример — принцип неопределённости Гейзенберга) и любые попытки натянуть результаты экспериментов полученных в рамках QM на принципы классической физики — отсекаются за счет упоминания этих принципов. Получается система замкнутая сама на себя.

          Кроме того, само по себе признание того, что QC — это не совсем то, чего все ожидают — создает парадоксальную ситуацию. С одной стороны на исследования выделяются огромные деньги благодаря сильным ожиданиям от пользы QC. С другой стороны, если говорят что вы ожидаете от QC слишком многого, то появляется логичный вопрос: для чего тогда на QC выделяется такое огромное финансирование?


      1. Sychuan
        11.01.2019 15:13

        «Если знаменитый ученый говорит что что-то возможно—он скорее всего прав. Если знаменитый ученый, говорит что что-то невозможно—он скорее всего не прав» (С). Прочитал когда-то в «Физики шутят»


    1. 14th
      10.01.2019 18:15

      Может быть имеет смысл именовать такие устройства не «компьютер», а, скажем, «квантовый вычислительный модуль»?


      1. AAngstrom
        10.01.2019 21:23

        Да, скорее всего, ближайшее будущее будет за гибридными архитекутрами, где обычный, классический, компьютер будет управлять и использовать квантовый модуль.


    1. zboris
      10.01.2019 19:40
      -1

      5 лет назад — в января 2014 года IBM продала Lenovo всю свою линейку x86-серверов. И тогда все бизнес-аналитики пытались понять: Почему IBM продает часть серверного бизнеса?
      Ну а сегодня мы пожалуй получили простой ответ — в IBM считают эпоху x86-серверов подходящей к своему неизбежному концу (а вместе с этим предвещают конец славной корпорации Intel — которая сегодня большую часть прибыли получает именно за счёт продажи серверных x86-процессоров) и торжественно открывают новую эпоху квантовых серверов:)


    1. Dioxin
      11.01.2019 07:25

      Забавно, как тихо и почти без фанфар происходит революция
      Это потому что даже обычные компьютеры не постигнуты большинством населения как следует.
      Написать Hello, World и понять и объяснить другому как это происходит до сих пор могут далеко не все.


  1. RuK
    10.01.2019 07:35

    Суть подобных систем однойстрокой — «Я квантовый компьютер, но это не точно»


    1. PretorDH
      10.01.2019 14:44

      «Я Илон Маск, но это не точно...»

      P.S. Вывод, «это не точно» имеет квантовую природу. ;)


  1. kovserg
    10.01.2019 11:12

    Если это коммерческий компьютер, то какое примерно время окупаемости сего чуда?


    1. rstm-sf
      10.01.2019 16:25

      Ученые сами шокированы таким проявлением интереса со стороны бизнеса.


      1. yleo
        10.01.2019 19:16

        Эффективный менеджмент, PR, слабоумие и отвага :)


  1. paranoya_prod
    10.01.2019 12:13

    О! Криогенное охлаждение! Теперь в серверную надо не в ватнике заходить, а в костюме из «Назад в будущее», чтоб эстетично смотреться на фоне компьютера. :)


  1. Skynet2034
    10.01.2019 13:06

    Интересно, криптовалюту на нем майнить уже начали?:) По идее майнинг (а также взлом основанных на RSA шифров) — самые очевидные области применения. Причем уже и алгоритм готовый имеется.
    Или кубитов пока маловато для этих целей?


    1. Oxoron
      10.01.2019 14:16

      Не начали. И начнут нескоро. К нужному для RSA-2048 количеству кубитов приблизятся лет через 12 (в лучшем случае).


      1. yleo
        10.01.2019 19:17

        Скорее уж 10^12 :)


        1. Oxoron
          10.01.2019 19:30

          ЕМНИП, DWave обещали удвоение кубитов каждый год. Предполагаем, что Intel может это воплотить.
          Ныне 20 кубитов. Надо 2000. Это лет 7.
          Проскакивала инфа, что 100.000 физических кубитов хватит для одного «эффективного» кубита. Это еще лет 17.
          Скинем лет 5 на параллельные улучшения, добавим лет 10 в резерв — получается 30 лет.

          Дальше считать не могу: вода закончилась, и вилы затупились.


          1. yleo
            10.01.2019 19:49

            D-Wave умеет только "квантовый отжиг", но не алгоритм Шора.


            Ну то есть "на самом" деле "квантовый отжиг" (который работает и более-менее масштабируется) — это принципиально проще (до примитивизма) в сравнении с "универсальным квантовым вычислителем".


            А для создания практически ценного "универсального квантового вычислителя" необходимо решить "проблему масштабирования", в отношении которой уместно процитировать wiki:


            Чем больше кубитов находятся в связанном состоянии, тем менее стабильной является система. Для достижения «квантового превосходства» требуется компьютер со многими десятками связанных кубитов, работающими стабильно и с малым числом ошибок. Вопрос о том, до какой степени возможно масштабирование такого устройства (так называемая «Проблема масштабирования»), является предметом новой интенсивно развивающейся области — многочастичной квантовой механики. Центральным здесь является вопрос о природе декогерентности (точнее, о коллапсе волновой функции), который пока остаётся открытым.

            На чем (IMHO) все и остановится примерно на 10^12 лет ;)


  1. Deamon87
    10.01.2019 13:44

    Интересная ситуация с этими вашими квантовыми компьютерами.
    Впервые о них я узнал еще в начале 00-х. Прошло 18 лет, а воз и ныне там. Более того, со скрипом въехав в теорию, заложенную как теоретическую базу для них, стало понятно, что в их случае нет гарантированной точности результата.


    1. Oxoron
      10.01.2019 14:21

      в их случае нет гарантированной точности результата.
      Матожидание времени поиска решения на QC сильно меньше классики (на идеальных QC). Грубо говоря, вы заранее знаете, что на квантовом чипе вы решаете задачу с вероятностью в 1/2, и на каждую попытку уходит минута. На классическом вы решите задачу за 10 минут с первой попытки. Дальше — выбор за вами.


    1. daiver19
      10.01.2019 18:30

      Вроде системы коррекции ошибок разработаны, просто нужно много кубитов. Но даже на всего компьютере с несколькими сотнями кубитов можно достаточно эффективно решать некоторые практические задачи.


      1. yleo
        10.01.2019 19:31

        Это «вроде» я бы назвал одним из популярных заблуждений.

        Ошибки можно корректировать ТОЛЬКО когда состояние зафиксировано, но не во время «расчетов». Любая проверка во время расчета означает что вы теряете суперпозицию, т.е. выходите из «квантового сумрака».

        Поэтому «корректировка ошибок» возможно только как часть самого процесса/алгоритма вычислений. И вроде-бы «всё просто» — нужно только примерно удвоить кол-во кубит и связность между ними, а также быть готовым к тому, что результат отличный от незнаю/может_быть будет получаться в одном запуске из N^K^M, где N — кол-во кубитов, K-связи между ними, а M — кол-во «шагов» алгоритма…

        Но это не точно :)


        1. daiver19
          10.01.2019 19:53

          Естественно, проверок никто не делает и корректировка ошибок является частью алгоритма на низком уровне. Но это не значит, что в принципе нельзя корректировать ошибки. На викиописана куча подходов, которые исправляют ошибки не нарушая суперпозиции. Вроде бы можно обойтись кодом в 5 физических кубит на один логический, при достаточно низком уровне ошибок.


  1. matabili1973
    10.01.2019 18:11
    -1

    Кубиты — это, конечно, хорошо, но гораздо интереснее было бы сделать это на основе троичной логики. Скрестить квантовый компьютер и старую «Сетунь».


    1. daiver19
      10.01.2019 18:28

      Чтобы что? При чем тут троичная логика к квантовым вычислениям?


      1. matabili1973
        11.01.2019 21:44

        В отличие от традиционных полупроводников квант может находиться больше, чем в двух состояниях. Это позволяет и считать быстрее, и места меньше занимать.


        1. daiver19
          11.01.2019 21:45

          Я знаю на чем основаны квантовые вычисления, именно поэтому мне неясно при чем здесь троичная логика.


          1. CaptainFlint
            12.01.2019 02:25

            Видимо, вместо кубитов предлагается использовать кутриты, элементы с трёхмерным пространством состояний (|0>, |1>, |2>) вместо двумерного.
            Хоть топик-стартера и минуснули, но в ру-википедии говорится, что это вполне жизнеспособная конструкция, позволяющая упростить некоторые вещи.


            1. daiver19
              12.01.2019 02:44

              Спасибо за информацию, интересно. По вики правда я так и не понял, чему это может соотвествовать физически.


              1. CaptainFlint
                12.01.2019 03:13

                Ну, примеров-то полно, взять хоть те же нейтрино, у которых ароматы составляют трёхмерный базис (а массы — другой трёхмерный базис). Понятно, что на нейтрино квантовый компьютер построить будет затруднительно, но что-нибудь более реализуемое должно найтись. Просто я с практической стороной слабо знаком, даже описание уже воплощённых «в железе» кубитов обычно повергает меня в ступор.


                1. daiver19
                  12.01.2019 03:29

                  Я тоже это с трудом осознаю, но на вики в статье про кубит порядочно видов описано. Спин, заряд, поляризация — всё бинарные базисы. Но самые многообещающие на данный момент — это сверхпроводниковые кубиты, и я понятия не имею, возможно ли трехуровневое состояние для них.


                  1. CaptainFlint
                    12.01.2019 04:05

                    Ну, для трёх состояний можно, например, взять частицу в ловушке с тремя энергетическими уровнями. Или, я как-то читал, можно сделать резонатор, в котором будет поймано несколько фотонов, причём их количество будет суперпозицией из нескольких значений. Вопрос в том, насколько реально это реализовать в железе с большим числом таких объектов, причём взаимосвязанных. Плюс в той же викистатье говорится, что ещё и не каждые тройные состояния подойдут на роль кутрита, но каким свойством они должны для этого обладать, не уточняется, а научные статьи на эту тему я не искал, да и если бы нашёл, вряд ли понял бы (есть ссылка на вопрос на Stack Exchange, но там в ответе недостаточно информации, нет примера «настоящего кутрита», плюс комментарий к ответу утверждает, что в терминологии ошибка и описанное на самом деле всё-таки кутрит; в общем, вопросик явно не на пару минут).


                    1. daiver19
                      12.01.2019 04:54

                      Именно, поверхностный поиск не дал никаких внятных ответов, поэтому мне и неясно, что это может быть физически.


  1. xPomaHx
    11.01.2019 07:05

    А сколько нужно кубитов чтобы взламывать биткойны?


    1. Oxoron
      11.01.2019 13:04
      +1

      Берем размер хеша битка (вроде, 256 бит). Увеличиваем в 16 раз (ЕМНИП, этого достаточно для генерации оператора, высчитывающего хэш). Добавляем еще вспомогательный бит для алгоритма Гровера. Получаем 4.097 «идеальных» кубитов.
      Грубая оценка числа «железных» кубитов, необходимых для реализации «идеального» — 100.000.
      Итого: 409.700.000 кубитов.