[Высокая производительность, Физика, Квантовые технологии] Квантовое устройство смогло выполнить 2,6 млрд лет вычислений за 4 минуты
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Исследователи продемонстрировали систему выборки гауссовских бозонов, работа которой основана на «светоделителях». Светоделители принимают входящий поток фотонов от лазерного луча и разделяют его на два потока, движущихся в разных направлениях. По сути, система
представляет собой линейный оптический квантовый компьютер из сети светоделителей.
Светоделитель, расположенный под углом 45 градусов, можно рассматривать как четырехпортовое устройство. Если два идентичных фотона падают на один и тот же светоделитель из двух разных портов, то оба будут выходить из одного и того же порта. Пути фотонов становятся запутанными. Если построить достаточно большую сеть светоделителей, то возникают разветвленные запутанные состояния. Количество выходных состояний быстро масштабируется с количеством входов и светоделителей.
В текущей демонстрации исследователи использовали 50 входов и чип с эквивалентом 300 светоделителей. Общее количество возможных выходных состояний составляет около 1030.
Менее чем за четыре минуты исследователи получили результаты, для расчета которых быстрому классическому компьютеру потребуется около 2,5 миллиардов лет.
За этим последовали тщательные тесты, чтобы убедиться, что поведение системы действительно квантовое. Если рассчитать, что произойдет с конкретными входными состояниями, и сравнить выходные состояния с результатами этих вычислений, то результаты измерения совпадают с прогнозами. Также можно вычислить выходную мощность сети, если свет не находится в квантовом состоянии или если фотоны не идентичны, и эти измерения не соответствуют прогнозам. Это убедительно доказывает, что результат обусловлен квантовыми эффектами.
Один лазер излучает 25 лучей одинаковой интенсивности, каждый из которых связан с двумя кристаллами, и кристаллы генерируют одиночные фотоны. Кристаллы связаны с оптическими волокнами, выходы которых соединены с микросхемой, где размещены светоделители. Выходы оптоволокон необходимо совместить с фотодетекторами. Вся установка занимает площадь около 1,5 x 2,5 м, она должна быть стабилизирована с высокой точностью (около 10 нм).
На данный момент квантовые компьютеры состоят из цепочки ионов. Ионы расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы к ним можно было обращаться по отдельности, а это означает, что информация (в форме квантовых битов или кубитов) может храниться и считываться с отдельных атомов. Вычислительные операции могут выполняться с использованием микроволн и движения ионов. Еще один вариант архитектуры квантовых компьютеров представляет собой сверхпроводящие кольца, охлаждаемые жидким гелием.
Каждое кольцо — это кубит, который связан с другими посредством проводов. Преимущество этого подхода в том, что оборудование относительно легко масштабировать. Но квантовое поведение каждого кубита нарушить гораздо проще.
В отличие от обоих этих вариантов, оптический квантовый компьютер может быть устройством в масштабе микросхемы, которое питается от массива лазерных диодов, со считыванием данных с помощью серии однофотонных детекторов. Ни для одного из них не требуются сверхнизкие температуры или вакуум (если требуются детекторы счета фотонов, то можно обойтись жидким азотом). Для оптических квантовых вычислений потребуется температурная стабильность и довольно сложная система обратной связи, чтобы лазеры работали точно так, как требуется.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Высокая производительность, Системное администрирование, Apache, Big Data] Используете Kafka с микросервисами? Скорее всего, вы неправильно обрабатываете повторные передачи (перевод)
- [Научно-популярное, Физика] Китай построил новый термоядерный реактор
- [Компьютерное железо, Настольные компьютеры, Суперкомпьютеры, Квантовые технологии] Что такое квантовый компьютер? Разбор
- [Высокая производительность, Системное администрирование, IT-инфраструктура, DevOps] Вебинар: Как организовать команду, избежать выгорания и управлять инцидентами при помощи Amixr
- [Анализ и проектирование систем, Алгоритмы, Видеотехника, Физика] Синтез суперсверхширокоугольного объектива (насадки) для инфракрасной области спектра
- [Умный дом, Интернет вещей] Сенсорика для медицины и Умного дома — лекция Станислава Полонского
- [Высокая производительность, Серверное администрирование] Как Netflix поддерживает надежность сервиса: ограничение нагрузки на основе приоритетов (перевод)
- [Высокая производительность, IT-инфраструктура, IT-стандарты, Исследования и прогнозы в IT] Прогнозы на 2021 год: технологии и клиентоориентированность помогают бизнесу выйти из кризиса (перевод)
- [Высокая производительность, Анализ и проектирование систем, Серверная оптимизация, Распределённые системы] Архитектура отказоустойчивого планировщика задач. Доклад Яндекса
- [Высокая производительность, JavaScript, Программирование, TypeScript] Производительность TypeScript (перевод)
Теги для поиска: #_vysokaja_proizvoditelnost (Высокая производительность), #_fizika (Физика), #_kvantovye_tehnologii (Квантовые технологии), #_kvantovye_vychislenija (квантовые вычисления), #_kvantovye_kompjutery (квантовые компьютеры), #_fotony (фотоны), #_lazery (лазеры), #_optika (оптика), #_vysokaja_proizvoditelnost (
Высокая производительность
), #_fizika (
Физика
), #_kvantovye_tehnologii (
Квантовые технологии
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 08:11
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
 Исследователи продемонстрировали систему выборки гауссовских бозонов, работа которой основана на «светоделителях». Светоделители принимают входящий поток фотонов от лазерного луча и разделяют его на два потока, движущихся в разных направлениях. По сути, система представляет собой линейный оптический квантовый компьютер из сети светоделителей. Светоделитель, расположенный под углом 45 градусов, можно рассматривать как четырехпортовое устройство. Если два идентичных фотона падают на один и тот же светоделитель из двух разных портов, то оба будут выходить из одного и того же порта. Пути фотонов становятся запутанными. Если построить достаточно большую сеть светоделителей, то возникают разветвленные запутанные состояния. Количество выходных состояний быстро масштабируется с количеством входов и светоделителей.  В текущей демонстрации исследователи использовали 50 входов и чип с эквивалентом 300 светоделителей. Общее количество возможных выходных состояний составляет около 1030. Менее чем за четыре минуты исследователи получили результаты, для расчета которых быстрому классическому компьютеру потребуется около 2,5 миллиардов лет. За этим последовали тщательные тесты, чтобы убедиться, что поведение системы действительно квантовое. Если рассчитать, что произойдет с конкретными входными состояниями, и сравнить выходные состояния с результатами этих вычислений, то результаты измерения совпадают с прогнозами. Также можно вычислить выходную мощность сети, если свет не находится в квантовом состоянии или если фотоны не идентичны, и эти измерения не соответствуют прогнозам. Это убедительно доказывает, что результат обусловлен квантовыми эффектами. Один лазер излучает 25 лучей одинаковой интенсивности, каждый из которых связан с двумя кристаллами, и кристаллы генерируют одиночные фотоны. Кристаллы связаны с оптическими волокнами, выходы которых соединены с микросхемой, где размещены светоделители. Выходы оптоволокон необходимо совместить с фотодетекторами. Вся установка занимает площадь около 1,5 x 2,5 м, она должна быть стабилизирована с высокой точностью (около 10 нм). На данный момент квантовые компьютеры состоят из цепочки ионов. Ионы расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы к ним можно было обращаться по отдельности, а это означает, что информация (в форме квантовых битов или кубитов) может храниться и считываться с отдельных атомов. Вычислительные операции могут выполняться с использованием микроволн и движения ионов. Еще один вариант архитектуры квантовых компьютеров представляет собой сверхпроводящие кольца, охлаждаемые жидким гелием. Каждое кольцо — это кубит, который связан с другими посредством проводов. Преимущество этого подхода в том, что оборудование относительно легко масштабировать. Но квантовое поведение каждого кубита нарушить гораздо проще. В отличие от обоих этих вариантов, оптический квантовый компьютер может быть устройством в масштабе микросхемы, которое питается от массива лазерных диодов, со считыванием данных с помощью серии однофотонных детекторов. Ни для одного из них не требуются сверхнизкие температуры или вакуум (если требуются детекторы счета фотонов, то можно обойтись жидким азотом). Для оптических квантовых вычислений потребуется температурная стабильность и довольно сложная система обратной связи, чтобы лазеры работали точно так, как требуется. =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Высокая производительность ), #_fizika ( Физика ), #_kvantovye_tehnologii ( Квантовые технологии ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 08:11
Часовой пояс: UTC + 5