Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискСмотриComboВсе проекты
, Источник: РИА Новости

Прорыв: российские ученые приблизились к созданию квантового компьютера

В Московском физико-техническом институте (МФТИ) создали первую систему из двух сверхпроводящих кубитов – элементов, которые являются одновременно и ячейками памяти, и вычислительными модулями квантового компьютера. Это важный шаг в создании системы будущего, которая будет в тысячи раз производительнее современных компьютеров и сможет расшифровывать практически любые коды, сообщает РИА Новости со ссылкой на пресс-службу МФТИ.

Новый уровень вычислений

Первый кубит на базе сверхпроводников создала в мае 2015 года команда специалистов МФТИ, МиСиС, Российского квантового центра и Института физики твердого тела РАН. Это стало первым шагом на пути к созданию первого квантового компьютера в России.

Каждый кубит фактически является и вычислительным модулем, и ячейкой памяти. Он может одновременно хранить и логический ноль, и единицу за счет действия квантово-механических эффектов и законов квантовой физики.

Если два или более кубитов объединить в систему, то она сможет решать задачи значительно быстрее, чем традиционные компьютеры. Поиск ответа методом перебора для ряда задач занял бы время, которое сопоставимо со временем жизни Вселенной, квантовый же компьютер справится с этим за несколько часов или дней.

Один кубит – хорошо, а два – лучше

Между несколькими кубитами существует запутанность, поэтому на одном элементе нельзя эффективно выполнять квантовые вычисления. Ученые стремились объединить кубиты и научиться ими управлять.

Дмитрий Негров, заместитель руководителя Центра коллективного пользования МФТИ отмечает, что новые эксперименты показали соответствие поведения разработанной системы принципам, которые заложены в устройство изначально. Следующий шаг – изменение значений ряда ключевых параметров, в частности, точности производимых операций и времени когерентности.

Физики утверждают, что создание двухкубитной системы является подтверждением способности России включиться в мировую гонку создания квантового компьютера. Специалисты уже сейчас добились серьезных успехов. МФТИ располагает всей необходимой инфраструктурой и кадровым потенциалом, который позволит реализовать подобные проекты в области квантовой физики.

Хиты продаж и новинки
Самые лучшие цены на смартфоны
Комментарии
276
Evgueni Davydov
В ответ на комментарий от Олег Верховцев История переписки5
Олег Верховцев
Читал я эту статейку 1000 раз и аналогичные. Есть суровое ощущение, что те, кто их писали, сами не понимают как это работает. Поясню. Ок, представьте, что завтра мы придумали регистры памяти для того же процессора, которые могут сразу находится во всех возможных состояниях, т.е. от 0 до 2^N-1, где N - разрядность регистра. С помощью пары таких регистров мы, например, можем за один такт получить на соответствующем сумматоре все возможные суммы чисел в пределах разрядности регистров. Круто! Это, по-сути, и есть ваши кубиты. Но, простите, рано или поздно, как и в обычном вычислителе, вам надо будет СЧИТАТЬ с этой системы результат, который не может быть "состоянием, являющимся суперпозицией всех базовых состояний". Вы, простите, должны считать конкретное двоичное число заданной разрядности. И вот здесь и возникает "бутылочное горлышко": считать все возможные результаты вы не сможете! Т.е. вы будете их считывать последовательно. Так вот и вопрос тогда: разница-то в чём?
СсылкаПожаловаться
Полагаю, что именно поэтому до сих пор нет полноценно работающего proof of concept. Тем не менее, почему бы не двигаться в сторону создания такого "регистра", который мог бы вызывать некое подобие аппаратного прерывания с соответствующим обработчиком, при достижении определенного результата (может быть основываясь на тех же квантовых принципах)
СсылкаПожаловаться
Олег Верховцев
В ответ на комментарий от Evgueni Davydov История переписки4
Evgueni Davydov
Один кубит не дает никакого преимущества по сравнению с традиционными вычислительными блоками. А вот чем больше кубитов, тем выше параллелизм вычислений. Цитата из википедии (в принципе, там все подробно объяснено):
Большая часть современных ЭВМ работают по такой же схеме: n бит памяти хранят состояние и каждый такт времени изменяются процессором. В квантовом случае система из n кубитов находится в состоянии, являющимся суперпозицией всех базовых состояний, поэтому изменение системы касается всех 2n базовых состояний одновременно. Теоретически новая схема может работать намного (в экспоненциальное число раз) быстрее классической. Практически (квантовый) алгоритм Гровера поиска в базе данных показывает квадратичный прирост мощности против классических алгоритмов
Алгоритм Гровера:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC_%D0%93%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B0
СсылкаПожаловаться
Читал я эту статейку 1000 раз и аналогичные. Есть суровое ощущение, что те, кто их писали, сами не понимают как это работает. Поясню. Ок, представьте, что завтра мы придумали регистры памяти для того же процессора, которые могут сразу находится во всех возможных состояниях, т.е. от 0 до 2^N-1, где N - разрядность регистра. С помощью пары таких регистров мы, например, можем за один такт получить на соответствующем сумматоре все возможные суммы чисел в пределах разрядности регистров. Круто! Это, по-сути, и есть ваши кубиты. Но, простите, рано или поздно, как и в обычном вычислителе, вам надо будет СЧИТАТЬ с этой системы результат, который не может быть "состоянием, являющимся суперпозицией всех базовых состояний". Вы, простите, должны считать конкретное двоичное число заданной разрядности. И вот здесь и возникает "бутылочное горлышко": считать все возможные результаты вы не сможете! Т.е. вы будете их считывать последовательно. Так вот и вопрос тогда: разница-то в чём?
СсылкаПожаловаться
Evgueni Davydov
В ответ на комментарий от Олег Верховцев История переписки3
Олег Верховцев
Всё равно не понимаю: кот Шрёдингера находится в смеси состояний только до тех пор, пока мы не открыли крышку и не посмотрели на кота, т.е. замерили его состояние. И тогда он может оказатся только в одном из состояний: либо он жив, либо он мёртв. То же самое с кубитом: в какой бы дикой суперпозиции он не болтался, рано или поздно с этой ячейки, как и с обычной, придётся считать информацию. И в момент считывания он обязан оказатся ли в нуле, либо в единице. И тогда, простите, чем этот кубит от обычного триггера отличается? На чём выигрыш?
СсылкаПожаловаться
Один кубит не дает никакого преимущества по сравнению с традиционными вычислительными блоками. А вот чем больше кубитов, тем выше параллелизм вычислений. Цитата из википедии (в принципе, там все подробно объяснено):
Большая часть современных ЭВМ работают по такой же схеме: n бит памяти хранят состояние и каждый такт времени изменяются процессором. В квантовом случае система из n кубитов находится в состоянии, являющимся суперпозицией всех базовых состояний, поэтому изменение системы касается всех 2n базовых состояний одновременно. Теоретически новая схема может работать намного (в экспоненциальное число раз) быстрее классической. Практически (квантовый) алгоритм Гровера поиска в базе данных показывает квадратичный прирост мощности против классических алгоритмов
Алгоритм Гровера:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC_%D0%93%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B0
СсылкаПожаловаться
Голова Робота
В ответ на комментарий от С Т
Комментарий удален.Почему?
Вы правы в том, что никакого прорыва тут нет. Или это прорыв только для российской науки, но не для мировой, которая в этом направлении ушла далеко вперёд https://geektimes.ru/post/267324/
СсылкаПожаловаться
Валерий Прохоров
В ответ на комментарий от С Т История переписки9
Комментарий удален.Почему?
Я ещё раз повторюсь, вы путаете реальность и как должно быть. Коррупции на западе тоже хватает и тоже своим заказы отправляет или за бабки... И разговор шёл не про ширпотреб, а про крупные заказы от государства...
СсылкаПожаловаться
Валерий Прохоров
В ответ на комментарий от Snow Leopard История переписки10
Snow Leopard
Никакая хэш-функция не устоит против прямого перебора с "квантовой" скоростью, надо лишь придумать как перебирать. Точных алгоритмов для SHA пока не известно, но и не доказано, что их нет, поэтому это беспредметный разговор. Кроме личного мнения и отсылок к теологии (опять же в своеобразном понимании ее) у вас нет аргументов.
СсылкаПожаловаться
Никогда "прямой перебор" не будет самым скоростным. И вы сами себе противоречите причём в одном предложении. КАК согласуются фразы "прямой перебор" и "надо лишь придумать как перебирать"???
СсылкаПожаловаться
Валерий Прохоров
В ответ на комментарий от С Т История переписки7
Комментарий удален.Почему?
Вы путаете как ДОЛЖНО быть и как ЕСТЬ. Никто не будет вкладывать бабки в разработку проекта, если не уверен в отдаче... Вы путаете производство продукции для массового гражданского выпуска и специально под заказ. Даже корабли строят под конкретный заказ и на ВЫДЕЛЕННЫЕ деньги. Назовите мне фирму, которая готова и может построить атомоход без надежды его продать!!!
СсылкаПожаловаться
Валерий Прохоров
В ответ на комментарий от Магомед М История переписки8
Магомед М
Да я это все понимаю. Я хочу сказать не слишком ли это накладно для России платить дяде Сэму за то что она может сама. Вы посчитайте сколько доменных зон в России. Одна зона стоит, если не ошибаюсь, 250000$. Это не считая дополнительных сумм. Плюс к этому ежегодные отчисления и в придачу еще накладные расходы. Не лучше было бы чтоб эти деньги работали в нашей стране? Я помню по истории во времена великих моголов, правитель запретил вывоз золота из Индии. Весь товар идущий на экспорт продавался за золото, а импортный товар обменивался на равноценный. И за счет этого Индия в то время была богатейшим государством на востоке, пока впоследствии ее не разорила Англия.
СсылкаПожаловаться
Так ведь поезд уже ушёл. Интернет уже изобрели. Вы можете построить только паралельный. Только денег понадобиться ГОРАЗДО больше!!!
СсылкаПожаловаться
Магомед М
В ответ на комментарий от Валерий Прохоров История переписки7
Валерий Прохоров
Вы или НЕ понимаете или НЕ хотите понимать. Фирма разработала стандарты, механизмы и всё такое. А вы отказываетесь за это платить. Они ДАЖЕ пошли вам навстречу и закрепили некоторые доменные имена первого уровня за странами. И потом, вас ведь никто НЕ заставляет. Хотите присоединяйтесь, хотите нет!!! Кстати, некоторые страны великолепно САМИ торгуют этими именами (кому посчастливилось получить подходящий)!!! А на счёт вашего примера с посёлком. ПОКА ваша жд ветка существует сама по себе никто вам ничего не скажет. Но вот вы решили присоединить свою жд к ВСЕМИРНОЙ и хотите чтобы ваш "посёлок" упоминался во всех справочниках этой всемирной дороги, тогда вам ПРИДЁТСЯ заплатить. Подумайте над этим!!!
СсылкаПожаловаться
Да я это все понимаю. Я хочу сказать не слишком ли это накладно для России платить дяде Сэму за то что она может сама. Вы посчитайте сколько доменных зон в России. Одна зона стоит, если не ошибаюсь, 250000$. Это не считая дополнительных сумм. Плюс к этому ежегодные отчисления и в придачу еще накладные расходы. Не лучше было бы чтоб эти деньги работали в нашей стране? Я помню по истории во времена великих моголов, правитель запретил вывоз золота из Индии. Весь товар идущий на экспорт продавался за золото, а импортный товар обменивался на равноценный. И за счет этого Индия в то время была богатейшим государством на востоке, пока впоследствии ее не разорила Англия.
СсылкаПожаловаться
Голова Робота
В ответ на комментарий от Snow Leopard История переписки10
Snow Leopard
Никакая хэш-функция не устоит против прямого перебора с "квантовой" скоростью, надо лишь придумать как перебирать. Точных алгоритмов для SHA пока не известно, но и не доказано, что их нет, поэтому это беспредметный разговор. Кроме личного мнения и отсылок к теологии (опять же в своеобразном понимании ее) у вас нет аргументов.
СсылкаПожаловаться
«но и не доказано, что их нет»
Я думаю, это доказано. Я понимаю так. Для классического компьютера есть базовые операции, которые он выполняет очень быстро (например, сложение, логические операции). Есть операции, которые сводятся к набору элементарных (например, sin). Квантовый компьютер расширяет набор этих базовых операций. Для него элементарными являются НЕКОТОРЫЕ операции, которые тяжело даются классическому. Не более того.
СсылкаПожаловаться
алексей кильдибеков
В итоге всё новое будем покупать из-за "бугра".
СсылкаПожаловаться
Vladimir Ivoylov
В ответ на комментарий от Олег Верховцев
Олег Верховцев
Сколько читал про эти "кубиты" так и не понял в чём суть. Как это понимать "одновременно и 0 и 1"? И как их тогда разделять?
СсылкаПожаловаться
про кота шредингера почитай для начала;)
СсылкаПожаловаться
Snow Leopard
В ответ на комментарий от Голова Робота История переписки9
Голова Робота
По сравнению с обсуждаемой статьёй (про прорыв российской науки), вики - это кладезь знаний и источник Истины.
Обсуждение началось с вопроса, может ли квантовый компьютер взломать любой криптоалгоритм. Хорошо известно об уязвимости RSA (и подобных алгоритмов). Причина как мне кажется в том, что разложение на множители -- это так сказать естественная математическая операция. Подобные операции в квантовом мире являются элементарными (или сводятся к фиксированному набору операций). Но наверняка можно придумать (или выбрать из существующих) такой алгоритм, против которого квантовый компьютер бессилен (особенно это относится к хэш-функциям и симметричным алгоритмам шифрования). Например хеш SHA или шифрование ГОСТ -- это набор операций «запутывания», повторяющихcя много раз. Ничего естественного в таком преобразовании данных нет. Бог не пользовался этим алгоритмом при кодировании Вселенной. Потому квантовый компьютер не способен ускорить взлом такого криптоалгоритма.
СсылкаПожаловаться
Никакая хэш-функция не устоит против прямого перебора с "квантовой" скоростью, надо лишь придумать как перебирать. Точных алгоритмов для SHA пока не известно, но и не доказано, что их нет, поэтому это беспредметный разговор. Кроме личного мнения и отсылок к теологии (опять же в своеобразном понимании ее) у вас нет аргументов.
СсылкаПожаловаться
Валерий Прохоров
В ответ на комментарий от Магомед М История переписки6
Магомед М
Я не говорю об изоляции страны, хотя иногда после эканья ведущих, некоторых попсовых песен( скорее всего произошедших от созвучного слова), и речей некоторых депутатов смешивающих нашу страну с навозом и восхваляющих запад, бывает жалко что отменили цензуру. Просто я думаю что платить за домен первого уровня, это то же самое что и например мы живя в России платим западу за то что бы страну могли называть Russia, якобы из-за того что это они придумали название. На этом основании получается что многие народы в России должны платить за то что у них самоназвание отличается от того как их называют официально. Или например вы строите поселок, даете ему название, прокладываете железную дорогу и тут к вам приезжают из америки и требуют оплату названия поселка, так как железную дорогу придумали они.
СсылкаПожаловаться
Вы или НЕ понимаете или НЕ хотите понимать. Фирма разработала стандарты, механизмы и всё такое. А вы отказываетесь за это платить. Они ДАЖЕ пошли вам навстречу и закрепили некоторые доменные имена первого уровня за странами. И потом, вас ведь никто НЕ заставляет. Хотите присоединяйтесь, хотите нет!!! Кстати, некоторые страны великолепно САМИ торгуют этими именами (кому посчастливилось получить подходящий)!!! А на счёт вашего примера с посёлком. ПОКА ваша жд ветка существует сама по себе никто вам ничего не скажет. Но вот вы решили присоединить свою жд к ВСЕМИРНОЙ и хотите чтобы ваш "посёлок" упоминался во всех справочниках этой всемирной дороги, тогда вам ПРИДЁТСЯ заплатить. Подумайте над этим!!!
СсылкаПожаловаться
Валерий Прохоров
В ответ на комментарий от С Т История переписки5
Комментарий удален.Почему?
Вы или не поняли суть поста или намерено всё переврали. Я вёл разговор именно ПРО продукцию, изготавливаемую по заказу страны!!! Представьте себе картину: 5 фирм участвуют в "тендере", изготовили прототип изделия, довели его до нужного результата (сколько потратили на это бабла), а государство выбрало только ОДИН. И ЧТО делать остальным??? А на счёт распила бабла даже в той же Америке сведений хоть отбавляй.
СсылкаПожаловаться
Голова Робота
В ответ на комментарий от Snow Leopard История переписки8
Snow Leopard
Это не одно и то же. В статье, которая упоминается в википедии (Ozhigov Y. Quantum Computers Speed Up Classical with Probability Zero // Chaos Solitons and Fractals, 10 (1999) 1707—1714) взяты достаточно искусственные условия - множество всех классических алгоритмов преобразования регистра длины N. Да, не любой взятый с потолка таким образом алгоритм можно в лоб ускорить, но это ни о чем не говорит. Практические задачи, такие как факторизация больших чисел и дискретное логарифмировние (внезапно) успешно решаются. Фишка состоит в более сложной структуре алгоритма, чем рассматривается в этой статье - использование нескольких квантовых регистров итд. Не стоит цитировать вики, это очень поверхностный источник для дилетантов.
СсылкаПожаловаться
По сравнению с обсуждаемой статьёй (про прорыв российской науки), вики - это кладезь знаний и источник Истины.
Обсуждение началось с вопроса, может ли квантовый компьютер взломать любой криптоалгоритм. Хорошо известно об уязвимости RSA (и подобных алгоритмов). Причина как мне кажется в том, что разложение на множители -- это так сказать естественная математическая операция. Подобные операции в квантовом мире являются элементарными (или сводятся к фиксированному набору операций). Но наверняка можно придумать (или выбрать из существующих) такой алгоритм, против которого квантовый компьютер бессилен (особенно это относится к хэш-функциям и симметричным алгоритмам шифрования). Например хеш SHA или шифрование ГОСТ -- это набор операций «запутывания», повторяющихcя много раз. Ничего естественного в таком преобразовании данных нет. Бог не пользовался этим алгоритмом при кодировании Вселенной. Потому квантовый компьютер не способен ускорить взлом такого криптоалгоритма.
СсылкаПожаловаться
Snow Leopard
В ответ на комментарий от Голова Робота История переписки7
Голова Робота
«ускорять» и «писать новые» — это одно и то же: требуется придумать квантовый алгоритм, решающий некоторую задачу быстрее, чем классический алгоритм. Так вот, было доказано, что такие задачи очень редки. Ещё цитата из вики: «Необходимость в квантовом компьютере возникает тогда, когда мы пытаемся исследовать методами физики сложные многочастичные системы, подобные биологическим.»
Квантовый компьютер – это очень специфический вычислитель, полезный для некоторых научных исследований.
СсылкаПожаловаться
Это не одно и то же. В статье, которая упоминается в википедии (Ozhigov Y. Quantum Computers Speed Up Classical with Probability Zero // Chaos Solitons and Fractals, 10 (1999) 1707—1714) взяты достаточно искусственные условия - множество всех классических алгоритмов преобразования регистра длины N. Да, не любой взятый с потолка таким образом алгоритм можно в лоб ускорить, но это ни о чем не говорит. Практические задачи, такие как факторизация больших чисел и дискретное логарифмировние (внезапно) успешно решаются. Фишка состоит в более сложной структуре алгоритма, чем рассматривается в этой статье - использование нескольких квантовых регистров итд. Не стоит цитировать вики, это очень поверхностный источник для дилетантов.
СсылкаПожаловаться
jora ivanov
проплаченный 3.14ЗдёЖ !!!
СсылкаПожаловаться
Поликарп
В ответ на комментарий от С Т История переписки3
Комментарий удален.Почему?
Вспомните где живете и больше не питайте иллюзий, у нас из капитализма взяли самое плохое, а потом на два умножили) , а ЛУЧШИЙ терперь тот, кто хапнет поболее
СсылкаПожаловаться
Голова Робота
В ответ на комментарий от Snow Leopard История переписки6
Snow Leopard
Не для всякого алгоритма возможно ускорение - так их и не надо ускорять, надо писать новые, квантовые алгоритмы, которые строятся по совершенно другим принципам.
СсылкаПожаловаться
«ускорять» и «писать новые» — это одно и то же: требуется придумать квантовый алгоритм, решающий некоторую задачу быстрее, чем классический алгоритм. Так вот, было доказано, что такие задачи очень редки. Ещё цитата из вики: «Необходимость в квантовом компьютере возникает тогда, когда мы пытаемся исследовать методами физики сложные многочастичные системы, подобные биологическим.»
Квантовый компьютер – это очень специфический вычислитель, полезный для некоторых научных исследований.
СсылкаПожаловаться
Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться.
Вы не ввели текст комментария
Вы не ввели текст комментария
Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Подпишитесь на нас