Компания D-Wave Quantum Inc., калифорнийский стартап, работающий в области квантовых вычислений для коммерческих приложений, решила практически значимую задачу, используя свой прототип квантового компьютера с квантовым отжигом D-Wave Advantage 2.
Используя квантовый компьютер, решение было получено за считаные минуты, демонстрируя потенциал вычислений в крупном масштабе. Согласно закону Мура, вычислительная мощность и эффективность микрочипа удваиваются каждые два года.
За короткое время существования компьютеров мы стали свидетелями огромных изменений в возможностях, даже при том, что их размеры продолжают уменьшаться.
Тем не менее учёные работают над созданием более крупных и совершенных компьютеров для выполнения эксафлопсных вычислений и решения проблем, как изменение климата и разработка лекарств. Однако многие считают, что эти проблемы выходят за рамки возможностей суперкомпьютеров.
Вместо этого, квантовые компьютеры, использующие квантовую механику и способные выполнять вычисления, на которые ушли бы годы даже у самых быстрых суперкомпьютеров, являются ответом на эти проблемы.
Хотя сейчас вокруг этой области много шума, и многие заявляют о создании компьютеров с множеством кубитов – единиц хранения информации, реальное внедрение этой технологии пока далека от желаемой.
Читайте: Китайский квантовый чип Zuchongzhi-3 в квадриллион раз быстрее суперкомпьютеров
Какую задачу решил квантовый компьютер
Исследователи из D-Wave провели моделирование программируемых спиновых стекол – задачи, связанной с магнитными материалами, которая, как известно, является вычислительно сложной.
Магнитные минералы используются в различных сферах, от медицины до полупроводников, в разработке датчиков, двигателей и многого другого. Однако, поскольку эти материалы микроскопически малы, понимание их взаимодействий было сложным, что создавало проблему для открытия новых материалов.
Поскольку квантовая физика управляет поведением материалов, понимание квантовой природы магнитных минералов может помочь определить новые области применения этих материалов.
Центры высокопроизводительных вычислений (HPC) и суперкомпьютеры используют графические процессоры (GPU) для выполнения этих задач. Такой подход не только энергозатратен, но и требует много времени. Исследовательская группа D-Wave решила, что это подходящая задача для решения с помощью прототипа компьютера с квантовым отжигом Advantage 2.
Как они это решили
Квантовый компьютер с квантовым отжигом Advantage 2 использует квантовую механику для поиска оптимальных решений сложных задач.
В этом подходе система начинает в суперпозиции всех возможных решений, что является состоянием с высокой энергией и стремится достичь своего минимального или низкоэнергетического состояния посредством процесса отжига – медленного изменения параметров системы.
Когда исследовательская группа D-Wave поставила эту задачу перед своим квантовым компьютером и суперкомпьютером Frontier в Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL), квантовый компьютер выдал результаты за считаные минуты.
По оценкам, суперкомпьютеру потребуется миллион лет для решения этой задачи при потреблении запаса годовой мировой электроэнергии.
«Это знаменательный день для квантовых вычислений. Наша демонстрация квантового превосходства в вычислениях на практически значимой задаче является первым случаем в отрасли», – заявил доктор Алан Баратц, генеральный директор D-Wave. «Все другие заявления о том, что квантовые системы превосходят классические компьютеры, были оспорены или касались генерации случайных чисел, не имеющих практической ценности.
Наше достижение безоговорочно показывает, что квантовые компьютеры с квантовым отжигом теперь способны решать практически значимые задачи, недоступные самым мощным суперкомпьютерам в мире».
D-Wave предлагает доступ к этому компьютеру через свой квантовый облачный сервис. В то же время, как говорится в пресс-релизе, процессор увеличился в четыре раза, добавив тысячи кубитов.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU