Топологические квантовые компьютеры давно считаются «святым Граалем» в мире вычислений благодаря своим «бессмертным» кубитам, чрезвычайно устойчивым к ошибкам. Однако на пути к их созданию стоит фундаментальная проблема: несмотря на свою стабильность, эти системы не являются универсальными. Недавнее теоретическое открытие предлагает возможное решение этой давней головоломки.
Основная идея топологических вычислений заключается в использовании квазичастиц, называемых анионами, в качестве носителей квантовой информации (кубитов). Их главное преимущество — топологическая защита: информация кодируется не в самой частице, а в свойствах всей системы, что делает ее невосприимчивой к локальным помехам. Однако наиболее изученные и стабильные изинговские анионы обладают серьезным недостатком: они могут выполнять лишь ограниченный набор логических операций, недостаточный для полноценных вычислений.
Эта проблема универсальности является главным «слабым звеном», которое мешает реализовать весь потенциал кубитов. Неспособность выполнять произвольные алгоритмы делает такие системы узкоспециализированными и неспособными заменить классические суперкомпьютеры в широком спектре задач, от создания лекарств до разработки новых материалов.
Недавно исследователи из США предложили теоретическое решение, введя концепцию новой частицы — Neglecton. Добавление всего одного такого объекта в систему может наделить ее способностью к универсальным вычислениям. Хотя это пока лишь теория, она указывает путь для преодоления ключевого барьера и превращает сложнейшую инженерную задачу, создание стабильных кубитов — в более понятную цель: найти материал, способный вместить в себя как анионы, так и неглектоны.
Ученые из Университета 🇦🇺Сиднея смогли решить одну из главных проблем квантовых вычислений – разместить управляющий чип в непосредственной близости от кубитов при температуре всего 10 милликельвин. Ранее кремниевая логика отказывалась работать при таких низких температурах, из-за чего приходилось размещать ее вне охлажденной области, что приводило к задержкам передачи сигнала и тормозило масштабируемость системы.
Новый квантовый чип никак не влияет на когерентность (возможность кубитов находиться в суперпозиции), при этом он базируется на стандартной CMOS-логике. Управление кубитами ведется при помощи аналоговых компонентов, потребляющих всего 20 нВт/МГц. Общее энергопотребление не превышает 10 мкВт, что позволяет масштабировать систему вплоть до миллионов кубитов. Создание такого чипа – фундаментальный шаг к практическим квантовым вычислениям, которые будут недоступны классическим суперкомпьютерам.
Компания Classiq создала программную платформу, облегчающую программирование квантовых компьютеров, обладающих огромной вычислительной мощностью, необходимой для решения сложных реальных задач.
Основатели (справа налево) израильского стартапа по разработке квантового программного обеспечения Classiq: Нир Минерби, Амир Навех и доктор Йехуда Навех. (Предоставлено Эялем Туэгом)
Израильский стартап по разработке квантового программного обеспечения Classiq Technologies привлек 110 миллионов долларов от инвесторов на фоне обострения глобальной гонки за разработку практичного и полезного программного обеспечения, которое сделает квантовые вычисления более работоспособными и доступными.
Раунд финансирования возглавил глобальный венчурный фонд Entrée Capital, при участии Norwest, NightDragon, Hamilton Lane, Clal, Neva SGR, Phoenix, Team8, IN Venture, Wing, HSBC, Samsung Next и QBeat. На сегодняшний день Classiq привлекла в общей сложности $173 млн капитала от инвесторов.
Основанная в 2020 году генеральным директором Ниром Минерби, техническим директором Йехудой Наве и его сыном CPO Амиром Наве, компания Classiq разработала программную операционную платформу, которая работает со всеми основными типами квантового оборудования. Платформа разработана для того, чтобы помочь специалистам по данным, вычислительным ученым и инженерам работать над квантовыми алгоритмами и создавать программы и приложения с высокопроизводительной вычислительной мощностью, которые обещают ускорить решения самых сложных современных проблем реального мира.
«Мы создаем Microsoft квантовых вычислений — программный слой, который обеспечивает следующее поколение квантовых приложений, так же, как Microsoft сделала это для классических вычислений», — сказал Минерби из Classiq. «Windows от Microsoft упростила использование компьютеров и позволила миллионам людей создавать программное обеспечение, не беспокоясь о машине, на которой они работают».
«Сегодня квантовые вычисления находятся на том же этапе, на котором в свое время находились персональные компьютеры: они мощные, но сложные в использовании... и мы поставляем необходимый программный стек для поддержки разработки реальных квантовых приложений», — добавил он.
Платформа упрощает создание и проектирование сложных квантовых схем и позволяет предприятиям и организациям, не имеющим собственных экспертов по квантовым технологиям, создавать квантовые приложения, способные выполнять сложные вычисления в таких областях, как автомобильная промышленность, автоматизация, финансы и разработка лекарственных препаратов в фармацевтической промышленности.
Программная операционная платформа израильского стартапа Classiq для квантовых приложений. (Предоставлено)
Квантовые вычисления используют квантовую механику и абстрактную физику для выполнения многочисленных вычислений одновременно, чтобы быстро решать проблемы, которые слишком сложны для самых мощных классических компьютеров. Квантовые компьютеры обрабатывают экспоненциально больше данных по сравнению с классическими компьютерами, используя квантовые биты, или кубиты, основную единицу квантовой информации.
Minerbi заявила, что недавно привлеченные средства будут использованы для продвижения глобальной экспансии стартапа в Европу, Азию и Северную Америку, поскольку он стремится стать «стандартной платформой разработки квантовых приложений для промышленности, правительства и академических кругов». Classiq, в которой работают 65 человек, планирует удвоить свой штат в течение следующего года.
Среди его клиентов BMW, Rolls-Royce, Citi, Deloitte, Toshiba, HSBC и Sumitomo. Classiq заключила партнерские соглашения с поставщиками облачных услуг Microsoft Azure Quantum, AWS Braket, Nvidia и Google Quantum Cloud. Кроме того, платформа стартапа интегрирована в учебную программу ведущих университетов и академических учреждений, предлагающих курсы и исследования в области квантовых вычислений, включая MIT в США и UCL в Великобритании.
В прошлом году Classiq был выбран в качестве части первого в стране центра квантовых вычислений (IQCC), финансируемого Управлением инноваций Израиля. Центр был создан в июне, чтобы помочь Израилю конкурировать в глобальной гонке по разработке практических возможностей квантовых вычислений.
Запуск IQCC совпал с тем, что такие страны, как Китай, США, Германия, Индия и Япония, вкладывают огромные средства в развитие своих исключительных квантовых возможностей, соревнуясь за превосходство в том, что обещает стать новой эрой вычислений.
По данным Startup Nation Central, в Израиле зарегистрировано 22 стартапа в области квантовых вычислений. В этом году стартапы в области квантовых вычислений привлекли около 289 миллионов долларов свежего капитала, включая раунд финансирования Classiq и 170 миллионов долларов, предоставленных Quantum Machines. В 2024 году инвестиции в стартапы в области квантовых вычислений в Израиле достигли 82 миллионов долларов, что выше примерно 42 миллионов долларов годом ранее.
Квантовое шифрование - это когда канал невозможно подслушать незаметно. А кубиты, в теории, могут сильно ускорить любые операции перебором. Пока что на уровне топовых классических суперкомпьютеров. Спасибо за информационный мусор, о великий Думающий!
1. Бoльшинcтвo (бoлee 90%) людeй пpeдпoчитaют вepить, a нe дyмaть. 2. Heпoнятнoe вызывaeт y людeй инcтинктивный cтpax, злocть и нeнaвиcть. 3. Любoe oбъяcнeниe нeпoнятнoгo ycпoкaивaeт тoлпy и дeлaeт ee пoкopнoй.
B дpeвнocти, квaнтoвыe лжeцы oбъяcняли мoлнии и гpoм гнeвoм нeвидимoгo мyжчины. Люди вepили в этy квaнтoвyю лoжь и cмиpeннo cлyшaлиcь лжeцoв. A ктo oткaзывaлcя вepить, тex лжeцы пpocтo yбивaли.
Ceйчac, люди вepят poзoвoщeким квaнтoвым фaнтaзepaм и пpeзиpaют гoвopящиx пpaвдy o тoм, чтo нeпoнятныe пpиpoдныe явлeния (нaпpимep, элeктpичecкoe пoлe, мaгнитнoe пoлe, гpaвитaция, cпeктpы xимичecкиx элeмeнтoв, cилa Лopeнцa, cвepxпpoвoдимocть и т.д.) нe имeют нayчнoгo oбъяcнeния.
Hy a ecли вы пpидyмaли "зaкoны квaнтoвoй мexaники", тo вы oтчaяннo нyждaeтecь в пoдтвepждeнии иx cyщecтвoвaния. Для этoгo, вы идeтe к cвoим гeнeтичecким poдcтвeнникaм (pocтoвщикaм) и пpeдлaгaeтe выдeлить гpaнты нa paзpaбoткy ycтpoйcтв, пoдтвepждaющиx вaши мaтeмaтичecкиe фaнтaзии. Бoгaтыe гeнeтичecкиe poдcтвeнники пoнимaют вaжнocть вaшeй "зaбoты o чeлoвeчecтвe" и выдeляют дeньги нa любyю кpacивyю xpeнь c yпoминaниeм cлoвa "квaнт".
Taк и пoявилиcь "квaнтoвыe" вычиcлeния, "квaнтoвыe" кoмпьютepы, "квaнтoвoe" шифpoвaниe, "квaнтoвыe" кoммyникaции, "квaнтoвыe" тoчки и пpoчaя "квaнтoвaя" лaбyдa.
Итoгo:
"Kвaнтoвый" кoмпьютep вocxищaeт вepyющиx и нe вoлнyeт дyмaющиx. Ha нeм зapaбaтывaют пpoизвoдитeли и жypнaлиcты. A пoльзы oт нeгo - никaкoй.
Берегите себя. Не верьте людям и СМИ. Верьте только цифрам и фактам))
Прорыв QuamCore значительно снижает размер, энергопотребление и стоимость квантовых компьютеров, открывая возможности практического применения в различных отраслях.
QuamCore утверждает, что ей удалось сжать технологию, для которой раньше требовалось целое футбольное поле оборудования, до того, что она описывает как «компактную коробку».
Израильская компания только что вышла из режима скрытности после двух лет исследований, чтобы объявить о прорыве в архитектуре сверхпроводящего квантового процессора и о выделении 9 миллионов долларов на финансирование дальнейших исследований.
Квантовые компьютеры могут выполнять задачи в масштабах и с такой скоростью, которые были бы немыслимы для обычного компьютера.
Например, в 2023 году квантовый компьютер Sycamore от Google выполнил вычислительную задачу за шесть секунд, на что самому мощному компьютеру в мире потребовалось бы чуть более 43 лет.
Ключом к квантовым компьютерам являются используемые ими квантовые биты (или кубиты), которые могут существовать как 0 и 1 одновременно, в отличие от обычных двоичных битов, которые могут быть 0 или 1.
В то время у Sycamore было 53 кубита. Самые большие квантовые компьютеры сегодня имеют 5000. Но QuamCore утверждает, что может построить один с миллионом кубитов.
Проблема квантовых вычислений всегда заключалась в масштабе. Создание машины с ошеломляющей мощностью — это одно, но сделать это практично и доступно, а также управлять огромным теплом, выделяемым такими компьютерами, — это совсем другое.
QuamCore утверждает, что решила «критические проблемы масштабируемости», возникшие с тех пор, как первый (2-кубитный) квантовый компьютер выполнил свои первые вычисления в 1998 году.
Подробнее об инновациях
В нем говорится, что интеграция процессора с 1 миллионом кубитов в один криостат — сверххолодную камеру, где происходят квантовые вычисления — является достижением, которое ранее считалось невозможным.
«Этот прорыв кардинально сокращает размер, энергопотребление и стоимость квантовых компьютеров, открывая возможности практического применения в фармацевтике, ИИ , материаловедении и энергетике», — заявили в компании.
До сих пор традиционная электроника, управляющая процессором, располагалась за пределами криостата, и для ее соединения друг с другом требовались буквально миллионы кабелей.
«То, что раньше требовало целого футбольного поля оборудования, теперь, благодаря технологии QuamCore, можно уместить в компактный корпус, что кардинально меняет экономику и доступность квантовых вычислений», — заявили в компании.
Беспрецедентная мощь квантовых вычислений преобразует целые отрасли, среди которых здравоохранение и разработка лекарств, финансовые услуги, цепочки поставок и логистика, энергетика, материаловедение и фармацевтика. Квантовые компьютеры потенциально будут решать проблемы за считанные минуты, на решение которых у классических компьютеров ушли бы миллионы лет.
Алон Коэн, генеральный директор QuamCore, сказал: «Проблема квантовых вычислений заключается не только в добавлении большего количества кубитов, но и в том, как масштабировать систему, не сталкиваясь с фундаментальными барьерами.
«С самого начала мы понимали, что достижение 1 миллиона кубитов — это порог для разблокировки реальной ценности. Но мы также увидели, что это требует радикального переосмысления архитектуры квантового процессора. Мы исследовали несколько подходов и нашли путь, который действительно работает».
Звика Оррон, генеральный партнер Viola Ventures , сказал: «Мир все еще ждет коммерчески жизнеспособный квантовый компьютер, и никто не знал четкого пути к его достижению — до сих пор».
Виола возглавила раунд финансирования в размере 9 миллионов долларов совместно с Earth & Beyond Ventures , обе компании базируются в Герцлии, центральном Израиле.
«Прорыв QuamCore заключается не только в уменьшении размеров квантовых компьютеров», — сказал Оррон. «Речь идет о том, чтобы впервые обеспечить крупномасштабные отказоустойчивые квантовые вычисления. Так же, как транзисторы заменили электронные лампы, QuamCore переопределяет возможности квантовой вычислительной техники».
Квантовый чип "Willow" от Google благодаря 105 кубитам и исправлению ошибок в реальном времени за 5 минут решил задачу, на решение которой у классических суперкомпьютеров ушли бы миллиарды лет, что ознаменовало прорыв в масштабируемых квантовых вычислениях
