Jiuzhang (квантовый компьютер)

2023

Анонс Jiuzhang 3

11 октября 2023 года исследователи из Университета науки и технологий Китая в Хэфэе (городской округ в провинции Аньхой) сообщили о разработке фотонного квантового компьютера JiuZhang 3. Утверждается, что система способна решать сверхсложные математические задачи за миллионные доли секунды, тогда как самому мощному в мире суперкомпьютеру на это потребуются миллиарды лет.

Проектом руководит ученый Пан Цзяньвэй (Pan Jianwei), ведущий специалист китайской национальной программы квантовых исследований. Первая машина серии JiuZhang была создана в 2020 году. В ней в качестве физической среды для вычислений используются фотоны — фундаментальные частицы, движущиеся со скоростью света. Каждый фотон несет кубит — квантовый бит, который является наименьшей единицей информации в квантовом компьютере. В первой версии JiuZhang были задействованы 76 кубитов, во второй — 113. Платформа JiuZhang 3 оперирует 255 кубитами.

Исследователи сообщили о разработке фотонного квантового компьютера JiuZhang 3

Исследователи использовали Jiuzhang 3 для решения сложной задачи, основанной на выборке гауссовских бозонов, которая моделирует поведение фотонов, проходящих через лабиринт кристаллов и зеркал. Первоначально эта задача не имела практической цели, но затем было показано, что выборка бозонов может найти применение в криптографии. В ходе эксперимента компьютер Jiuzhang 3 решил задачу при наиболее высокой сложности за одну миллионную долю секунды. Для сравнения: самому быстрому в мире суперкомпьютеру Frontier с быстродействием 1,194 Эфлопс для этого понадобится более 20 млрд лет.

Но, несмотря на колоссальную производительность при решении определенных задач, квантовые машины по состоянию на 2023 год не в состоянии заменить обычные компьютеры. В интервью Newsweek в 2019 году пионер квантовых вычислений Петер Цоллер заявил, что, несмотря на появление в лабораториях небольших квантовых компьютеров с десятками кубитов, необходим прорыв в технологиях исправления ошибок, чтобы такие системы стали готовы к практическому применению.^[1]

Анонс квантового компьютера

В начале июня 2023 года ученые из Университета науки и технологий Китая заявили, что они достигли еще одной вехи в квантовых вычислениях, заявив, что их устройство Jiuzhang может выполнять задачи, обычно используемые в ИИ, в 180 млн раз быстрее, чем самый мощный в мире суперкомпьютер.

По словам исследователей, задачи, решаемые их квантовым компьютером, могут быть применены для поиска данных, биологической информации, анализа сетей и химического моделирования. Их статья была опубликована в рецензируемом журнале Physical Review Letters.

Jiuzhang (квантовый компьютер)

В эксперименте команда использовала первый фотонный квантовый компьютер для решения проблемы, которая является сложной для классических ПК. Для решения проблемы было использовано более 200 тыс. образцов. Исследователи впервые использовали квантовый компьютер для реализации и ускорения двух алгоритмов - случайного поиска и моделируемого отжига, которые широко используются в области ИИ.

По словам китайских специалистов, самый быстрый классический суперкомпьютер в мире затратил бы на каждую выборку 700 сек, то есть на обработку того же количества выборок ушло бы почти пять лет. Jiuzhang потребовалось меньше секунды.Михаил Садиров, SMART technologies: На тестирование мультивендорных решений есть спрос

Поскольку базовая информация квантового компьютера может представлять все возможности одновременно, теоретически они гораздо быстрее и мощнее обычных компьютеров, которые пользователи используют в повседневной жизни. Но субатомные частицы, лежащие в основе этой технологии, хрупки, недолговечны и склонны к ошибкам, если подвергаются даже незначительному возмущению со стороны окружающей среды. Большинство квантовых компьютеров работают в чрезвычайно холодных и изолированных условиях, чтобы избежать сбоев.

Jiuzhang, названный в честь 2000-летнего китайского математического текста, использует свет в качестве физической среды для вычислений. В отличие от других квантовых компьютеров, он не нуждается в герметичной работе при экстремально низких температурах и может стабильно дольше работать.^[2]

Примечания