Australijsko-niemiecka firma Quantum Brilliance opracowuje potężne akceleratory kwantowe wielkości karty graficznej.
Akceleratory te działają w temperaturze pokojowej i są lepsze i tańsze niż dzisiejsze masywne superkomputery kwantowe zdolne do pracy w niskich temperaturach.
Firma testuje i rozwija techniki wytwarzania, skalowania i kontrolowania kubitów osadzonych w syntetycznych diamentach.
Co ciekawe, firma zapowiedziała, że już niedługo wymiary tego procesora będą na tyle małe, że będzie można z niego korzystać na urządzeniach mobilnych.
Dzisiejszy kwant nadprzewodzący komputery to duże maszyny oferujące dużą przepustowość. Komputery te muszą eliminować wszelkie czynniki powodujące utratę spinu elektronu i zniekształcenie obliczeń.
Jedno z rozwiązań polega na mechanicznej separacji w komorach o wysokiej próżni, w których w jednym lub dwóch metrach sześciennych przestrzeni pozostaje tylko kilka cząsteczek. Inne podejście obejmuje pola elektromagnetyczne; IBM na przykład otacza swoje cenne przedmioty kwant bity lub kubity z metalami mi pochłaniającymi pola magnetyczne.
Innym rozwiązaniem jest temperatura. Każdy atom o temperaturze wyższej od zera absolutnego znajduje się w stanie wibracji. Każda temperatura wyższa niż 10 do 15 tysięcy stopni powyżej zera absolutnego wstrząsa kubitami do tego stopnia, że nie mogą one utrzymać wyrównania.
Dlatego najbardziej zaawansowany kwant komputery muszą być kriogenicznie lub przechłodzone przy użyciu wyrafinowanego i drogiego sprzętu, aby utrzymać kubity na miejscu przez długi czas.
Jednak silne podciśnienie, metale włosowe i ultrazimne chłodzenie przy temperaturach mikrownęki nie są rozwiązaniami, które można stosować w połączeniu z opłacalnymi, przenośnymi lub skalowalnymi obliczenia kwantowe. Australijski startup twierdzi, że zbudował mikroprocesor kwantowy, który nie wymaga żadnej z tych technologii i faktycznie działa dobrze w temperaturze pokojowej.
Na chwilę obecną mikroprocesor ten ma wielkość racka, ale już niedługo urosnie do rozmiarów karty graficznej, a już niedługo urosnie do rozmiarów urządzenia mobilnego obok starszych procesorów.
Jeśli obietnice firmy się spełnią, możliwe będzie przyniesienie korzyści kwant komputerom na dzisiejszą skalę oraz wykorzystanie możliwości i mocy obliczeniowej tej potężnej technologii superkomputerowej w komputerach stacjonarnych.
Jeśli obliczenia kwantowe i powiązane z nimi oprogramowanie wkraczają w świat procesorów, nie musimy już przesyłać danych do chmury, aby je przetworzyć, a skomplikowane obliczenia można wykonywać na urządzeniach użytkowników.
„Diamentowe komputery kwantowe zawierają zbiór węzłów procesorowych, ” – czytamy w artykule Quantum Brilliance.
„Obliczeniami kwantowymi steruje się za pomocą częstotliwości radiowej, mikrofal, pól optycznych i magnetycznych”. każdy węzeł procesora składa się z centrum zubożonego w azot (NV) (dziura w siatce diamentu składająca się z naprzemiennego atomu azotu sąsiadującego z przestrzenią) i skupiska spinów rdzenia. Spiny jądrowe działają jak kubity komputerowe, podczas gdy centra zubożonego azotu działają jak kwant fragmenty zarządzające początkowym procesem kwantyfikacji i wyszukiwania kubitów oraz operacjami obejmującymi wiele kubitów wewnątrz i między węzłami.
Oczywiście takie podejście nie jest nowe, ponieważ wprowadziło pomysł wykorzystania temperatury pokojowej kwant ilościach ponad 20 lat temu. Wkład Quantum Brilliance w tej dziedzinie polega na budowaniu tych maleńkich komponentów w dokładny i powtarzalny sposób, minimalizując i integrując struktury kontrolne potrzebne do otrzymywania informacji wewnątrz i na zewnątrz kubitów.
„Diament to sztywny materiał, który ma wiele unikalnych właściwości, które zwiększają stabilność kwantową zjawiska” – mówi Mark Lowe, założyciel i dyrektor generalny firmy. „Dzięki temu możliwe jest wykorzystanie nowej technologii do interakcji z większością klasycznych systemów sterowania”.
„Podstawową cechą, której używamy, jest spin jądrowy, a nie elektronowy” – powiedział Mark Mattingley Scott, który nadzoruje działalność firmy w Niemczech. Na przykład atom jest mniej wrażliwy na wibracje termiczne niż elektron, dzięki czemu może działać w temperaturze pokojowej. W przestrzeni wolnej od azotu znajduje się wnęka, przez którą możemy wchodzić w interakcję z kubitami.
„Istnieje wiele interakcji, więc potencjalnie otrzymamy kilka kubitów w każdej przestrzeni”.
Firma wyprodukowała kilka kwant zestawy rozwojowe w jednostkach stojakowych, z których każdy ma około pięciu kubitów. Udostępnia te zestawy partnerom i klientom w celu testowania, integracji i możliwości wspólnego projektowania, aby firmy mogły zbadać problem. W 2025 roku zestawy te będą sprzedawane jako 50 kb kwant akcelerator, pomoże im w jakich obszarach.
„Pracowaliśmy nad tym od ponad dziesięciu lat i mamy takie możliwości, że możemy mieć układu kwantowego” – mówi Marka Lowe’a. Produkuj na chipie dla urządzeń mobilnych.
W Centrum Superkomputerowym Pawsey, obecnie największym ośrodku superkomputerowym na półkuli południowej, należącym do Organizacji Badań Naukowych i Przemysłowych Wspólnoty Narodów (CSIRO), przeprowadziliśmy szeroko zakrojone badania nad kwant przetwarzanie danych.
Stworzyliśmy pierwszy w Australii superkomputer kwantowy centrum innowacji i uruchomił program Pawsey Pioneer, w którym zespoły przemysłowe i badawcze mogą skorzystać z naszych kwantowy system operacyjny. Wdrażamy pierwszy na świecie diament pracujący w temperaturze pokojowej kwant systemu komputerowego w Pawsey Center w pierwszym kwartale 2022 roku.
„Miano to zrobić wcześniej, ale zostało to opóźnione z powodu korony”.
Jak te systemy obliczeniowe wypadają w porównaniu z tradycyjnym nadprzewodnictwem? kwant komputery? „Wydajność systemu jest doskonała” – mówi Mattingley Scott. Tryb spójności w kwant mechanika Szczególny rodzaj model kwantowy dynamika jest prawie podobna do zachowania oscylacyjnego klasycznego oscylatora harmonicznego. Kubity nadprzewodzące zazwyczaj zachowują swoją spójność przez 100 do 150 mikrosekund.
Diamenty izotermiczne w pomieszczeniu, mówimy o milisekundach; Na przykład tysiąc razy dłużej oznacza, że możesz zrobić więcej. Kubity charakteryzują się stopniem błędu, nawet zanim stracą spójność i schodzą do czystej losowości. Jest to część równania, część poziomu błędu.
„Masz więcej czasu na pracę z nimi”. poziom błędów, jaki otrzymujemy w przypadku kubitów zubożonych w azot, jest doskonały. Zatem początkowa odpowiedź brzmi: tak, te kubity są bardzo potężne, a to, co można z nimi zrobić, jest o wiele skuteczniejsze niż to, co można zrobić z kubitami nadprzewodzącymi, ponieważ mogą one dłużej utrzymać swoją pozycję.
Kiedy jeden z tych kubitów osiąga historyczny punkt zwrotny? kwant przewagę i stać się potężniejszym niż jakikolwiek superkomputer w rozwiązywaniu określonych testów laboratoryjnych? „Mamy pięcioletni plan działania dotyczący stworzenia czegoś, co nazywamy narzędziem kwantowym” – mówi Lou. Inne systemy nie mogą zmniejszać rozmiaru, ale my możemy.
„Chcemy zatem wyprodukować komputer kwantowy lub akcelerator kwantowy o tych samych wymiarach i wadze co dzisiejsze komputery, aby zapewnić pożądaną wydajność.
Wizją Quantum Brilliance jest przekształcenie kubitów w dodatkowy ciąg znaków, który można łatwo zintegrować z dowolnym komputerem. Coś na kształt dzisiejszych zaawansowanych kart graficznych, które są produkowane masowo i przeznaczone do pracy w szerokiej gamie systemów przy niższych kosztach. Twórcy oprogramowania mogą korzystać z tradycyjnego przetwarzania danych, co jest praktyczne i obliczenia kwantowe, gdzie to dobrze działa.
Przykładowo powyższe obliczenia można wykorzystać w pracach polegających na symulacji struktur atomowych lub molekularnych. „Mogą wykorzystać nowy sprzęt do opracowywania leków, opracowywania baterii, złożonej analizy przestrzennej, algebry liniowej i operacji na macierzach, które stanowią podstawę uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji” – mówi Mattingley Scott.
Warto zwrócić uwagę na krytyczny punkt dotyczący kwantu informatyki polega na tym, że technologia ta może wykonywać złożone obliczenia przy mniejszym zużyciu energii niż dzisiejsze systemy, co zmniejsza koszty.
„Potencjalny wpływ kwantowości informatyka w biznesie polega na tym, że zmieni ona prawie wszystko, co robimy i sposób, w jaki to robimy” – mówi Mattingley Scott. Pracowałem nad kwantem informatyką w IBM od 32 lat. W ciągu ostatnich pięciu lat wdrożyłem Program Ambasadorów IBM, będący zasadniczo kanałem przedsprzedaży technologii dla obliczenia kwantowe.
Uważnie monitorowałem, co się dzieje z diamentami, wiedząc, że gdybyśmy mogli zaspokoić zapotrzebowanie na chłodzenie komputerów kwantowych, wartość, jaką zaoferowalibyśmy naszym klientom, podwoiłaby się. Śledziłem więc przez jakiś czas działalność Quantum Brilliance i zdałem sobie sprawę, że żadna inna firma nie pracuje tak bardzo nad propozycją wartości jak ta.
„Dlatego dołączyłem do firmy przy pierwszej okazji.”
„Pomimo planu pięcioletniego mamy wiele niejasności i nieznanych zmiennych, aby osiągnąć a akcelerator kwantowy, który ma być wielkości karty graficznej, ale nie czekamy na magiczną technologię.”
Nie ma śpiączki. Wiemy, jak zrobić to urządzenie. Musimy zakasać rękawy i to zrobić. „Nie mogę podać dokładnej daty, ale zmierzamy w tym kierunku”.
IBM przedstawia procesor kwantowy 127 QB
W związku z tym IBM wprowadził niedawno swój nowy 127-bitowy kwant procesor (Qubit) o nazwie Eagle, aby zademonstrować swoje osiągnięcia w kwant sprzęt i oprogramowanie oraz rozwój ekosystemu kwantowego.
Procesor Eagle stanowi znaczący przełom w ogromnej mocy obliczeniowej urządzeń opartych na kwant fizyki, obiecując kamień milowy w rozwoju sprzętu, w którym kwant obwody mogą niezawodnie i dokładnie symulować klasyczny komputer. IBM zademonstrował także plany dotyczące następnej generacji Quantum System Two kwant systemy.
Centralną jednostką obliczeniową obliczeń kwantowych jest kwant obwód, rozmieszczenie kubitów w bramkach kwantowych i ich pomiary. Im większa liczba kubitów kwantu procesor, tym bardziej złożony i wartościowy kwant obwody stają się.
IBM opracował niedawno szczegółowy plan działania dla obliczenia kwantowew tym sposób skalowania kwant sprzęt, który pozwala złożonym obwodom kwantowym osiągnąć przewagę kwantową, czyli punkt, w którym kwant systemy mogą działać znacznie lepiej niż systemy. Eagle to najnowszy krok w tej skali.
Postępy w informatyce kwantowej sprzęt może mierzyć na podstawie trzech cech: skali, jakości i szybkości. Skalę mierzy się liczbą kubitów a kwant procesor i określa, jak dobrze a kwant obwód może działać
. Jakość jest mierzona za pomocą Quantum Volume i dokładnie opisuje, w jaki sposób kwant obwody działają na rzeczywistym kwant urządzenie.
Prędkość mierzona jest za pomocą nagłówka CLOPS Circuit Layer Operations Per Second, benchmarku wprowadzonego przez IBYM w listopadzie 2021 r. i wykazującego możliwość wykonywania obliczeń w czasie rzeczywistym.
Procesor Eagle 127 kubitów
Eagle jest pierwszym produktem IBM kwant procesor z ponad 100 działającymi i podłączonymi kubitami. Procesor powstał na wzór 65-bitowych procesorów Hummingbird i 27-bitowego procesora IBM Falcon, zaprezentowanych odpowiednio w 2019 i 2020 roku.
Aby to osiągnąć, badacze IBYM wprowadzili innowacje, w tym przeprojektowanie układu kubitów w celu ograniczenia błędów oraz nową architekturę w celu zmniejszenia liczby niepotrzebnych komponentów w procesorach kwantowych.
Nowe techniki zastosowane w Eagle obejmują okablowanie sterujące na wielu poziomach fizycznych procesora, przy jednoczesnym utrzymaniu kubitów w jednej warstwie, co pozwala na znaczny wzrost kubitów.
Zwiększenie liczby kubitów umożliwia użytkownikom rozwiązywanie złożonych problemów przy użyciu nowego i zoptymalizowanego podejścia. Coraz bardziej dostępne stają się eksperymenty i wdrażanie programów naukowych, optymalizacja algorytmów oraz szkolenie modeli uczenia maszynowego czy modelowanie nowych cząsteczek i materiałów wykorzystywanych w przemyśle lub procesie odkrywania leków.
Eagle jest pierwszym produktem IBM kwant procesor, który ze względu na swoją skalę jest w stanie wykonywać symulacje niemożliwe dla klasycznych komputerów.
Zwykłe komputery muszą mieć więcej bitów procesora niż 7,5 miliarda populacji Ziemi, aby symulować 127 QB mocy procesora.
„Pojawienie się procesora Eagle to duży krok w kierunku dnia, w którym kwant W przydatnych zastosowaniach komputery mogą działać lepiej niż konwencjonalne komputery” — powiedział dr Dario Gill, starszy wiceprezes IBM i dyrektor ds. badań. Obliczenia kwantowe mają moc zrewolucjonizowania niemal każdej branży i pomagają nam stawić czoła najważniejszym problemom naszych czasów.
„Dlatego IBM szybko wprowadza innowacje w projektowaniu sprzętu i oprogramowania kwantowego i szuka sposobów na stworzenie globalnego ekosystemu, który jest niezbędny do rozwoju kwantu branży, wzmacniając obciążenia kwantowe i klasyczne”.
IBM Quantum System Two
W 2019 roku IBM zaprezentował IBM Quantum System One, pierwszy na świecie zintegrowany system kwant system komputerowy. W miarę jak IBM kontynuuje skalowanie swoich procesorów, oczekuje się, że rozważy on projektowanie architektury wykraczające poza infrastrukturę IBM Quantum System One. Quantum System Two, koncepcja na przyszłość kwant systemów obliczeniowych, jest przeznaczony do współpracy z procesorami o pojemności 433 kubitów i 1121 kubitów.
Konstrukcja IBM Quantum System Two wykorzystuje nową generację skalowalnego sterowania kubitowego z komponentami chłodniczymi o większej gęstości i specjalnym okablowaniem. Ponadto IBM Quantum System Two wprowadza nową platformę kryptowalut zaprojektowaną we współpracy z Bluefors, która charakteryzuje się innowacyjną konstrukcją konstrukcyjną, aby zmaksymalizować przestrzeń do obsługi sprzętu wymaganego przez większe procesory, zapewniając jednocześnie inżynierom łatwy dostęp i konserwację sprzętu.
Pobierz najlepsze motywy WordPress do pobrania za darmoPobieranie premium motywów WordPressPobierz najlepsze motywy WordPress do pobrania za darmoPobierz zerowe motywy WordPresspobierz płatny kurs Udemy za darmopobierz oprogramowanie HuaweiPobierz motywy WordPress za darmodarmowy płatny kurs udemy do pobrania
