Квантовый компьютер D-Wave 2 обгоняет средний суперкомпьютер в 3600 раз

Квантовый компьютер D-Wave


В настоящее время область квантовых вычислений считается будущим отрасли обработки данных. Квантовые вычислительные системы будущего будут обладать вычислительной мощностью в тысячи раз превосходящей мощность современных суперкомпьютеров, потребляя при этом на порядки меньшие количества электрической энергии. В настоящее время уже существуют первые рабочие квантовые компьютеры, развитие которых идет бурным темпом, а первый из них, D-Wave One, с момента его первого появления два года назад уже удвоил свою вычислительную мощность.

Кубиты компьютера DW2


Напомним нашим читателям, что квантовые вычисления отличаются от классических вычислений уровнем их фундаментальной реализации. В традиционных компьютерах используются биты, способные оперировать двумя значениями, логической 1 и 0. Основой квантовых компьютеров являются квантовые биты, кубиты, которые благодаря эффектам квантовой механики могут находиться и в третьем состоянии, в состоянии квантовой суперпозиции, когда их значение равно 1 и 0 одновременно. Кроме того различия между обычными и квантовыми компьютерами касаются и методов организации вычислений. К примеру, традиционный компьютер решает задачи математической оптимизации последовательно, просчитывая один вариант за другим, а квантовый компьютер оценивает сразу весь массив решений, выбирая из него наиболее оптимальные варианты, что позволяет найти не только единственное наилучшее решение, но и десятки тысяч близких альтернативных вариантов решения задачи за короткое время.

Когда первый квантовый компьютер D-Wave One (DW1) впервые дебютировал в мае 2011 года, в его составе насчитывалось 128 квантовых бит, окруженных специализированными чипами и электрическими цепями, обеспечивающими функционирование квантового бита. При решении задач определенного рода при помощи технологии адиабатных квантовых вычислений этот компьютер во много раз превосходил самые мощные суперкомпьютеры. Однако, недавно выпущенный квантовый компьютер D-Wave Two (DW2), обладающий 512 квантовыми битами, заставляет его предшественника "нервно курить в сторонке".

Кубиты компьютера DW1


Каждый кубит является крошечным микропроцессором, работающим с помощью эффектов сверхпроводимости и квантовой механики. Возможности квантовых вычислительных систем напрямую связаны с количеством связанных друг с другом кубитов. Если связать все 509 кубитов компьютера D-Wave Two, которые принимают непосредственное участие в вычислениях, друг с другом, то его производительность будет выше на 100 порядков, нежели производительность его предшественника. Однако, компоновка кубитов нового компьютера позволяет связать один кубит только с восемью соседними кубитами. Несмотря на это, компьютер DW2 приблизительно в 300 тысяч раз более мощен, нежели компьютер DW1.

При проведении тестов, в которых были задействованы 439 кубит для решения специализированных оптимизационных алгоритмов CPLEX, компьютер DW2 нашел 100 вариантов решений за половину секунды времени, что 3600 раз быстрее, чем необходимо суперкомпьютеру, который тратит на это приблизительно полчаса времени.

Один кубит компьютера DW2


Для того, чтобы добиться полного использования квантовых эффектов, кубиты компьютера DW2 находятся в чрезвычайных условиях окружающей среды. Их температура составляет 0.02 градуса по шкале Кельвина, что в 150 раз холоднее, нежели температура в межзвездном космическом пространстве. Глубина вакуума, в котором находятся кубиты компьютера в 100 миллиардов раз ниже, нежели атмосферное давление при стандартных условиях. Благодаря использованию системы защиты, внешнее магнитное и электрическое воздействие на кубиты снижено в 50 тысяч раз. Примечательным является тот факт, что для создания сверхнизкой температуры и глубокого вакуума требуется всего 15.5 киловатт электрической энергии, а сам компьютер занимает только 10 квадратных метров площади, что совершенно несравнимо с тысячами киловатт и огромными пространствами, занимаемыми суперкомпьютерами и сопутствующей инфраструктурой.

Пока что компания Google, НАСА и Университетская Ассоциация космических исследований (Universities Space Research Association), которые "стоят в очереди" на приобретение квантового компьютера DW2, не разглашают суммы, в которую им обойдется его приобретение. Но согласно информации от информационного агентства BBC, ссылающегося на мнение из компетентных источников, эта сумма будет находиться в районе 15 миллионов долларов.





Ключевые слова:
Квантовый, Компьютер, D-Wave, Бит, Кубит, Температура, Вакуум, Производительность, Мощность, Энергия

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Квантовый компьютер D-Wave Two проигрывает обычному компьютеру в одном из с ...
  • Новые тесты подтвердили квантовую природу процессора компьютера компании D- ...
  • Гарвардские ученые произвели моделирование белков с помощью квантового комп ...
  • Новый квантовый компьютер может обогнать суперкомпьютер, размером с Вселенн ...
  • Компания D-Wave Systems продает первый квантовый компьютер.




  • 6 марта 2014 07:30
    #1 Написал: ac220v

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Всего то 15 миллионов долларов, мне парочку заверните.
        
    6 марта 2014 10:14
    #2 Написал: artvladbor

    Публикаций: 0
    Комментариев: 33
    Реальность фантастична!
        
    6 марта 2014 11:51
    #3 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 357
    Какие то спец задачи., и опять не слова о реальном применении.
    К тому же, как мне кажется, при использован сверхпроводимости можно от обычной процессорной архитектуры, получить результаты получше.
        
    6 марта 2014 12:49
    #4 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 956
    Цитата: MaxIvanov
    Какие то спец задачи., и опять не слова о реальном применении.
    в данной статье ни слова, а вот в предидущих много говорится о практическом применении первого вейва для решения задач связанных с поиском оптимального решения, а не конкретно числового, которые выдают обычные компьютеры.
    традиционный компьютер решает задачи математической оптимизации последовательно, просчитывая один вариант за другим, а квантовый компьютер оценивает сразу весь массив решений, выбирая из него наиболее оптимальные варианты, что позволяет найти не только единственное наилучшее решение, но и десятки тысяч близких альтернативных вариантов решения задачи за короткое время.


    --------------------
        
    6 марта 2014 16:01
    #5 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 357
    Не то, интересует как конкретно он поможет сельскому хозяйству))
        
    6 марта 2014 19:02
    #6 Написал: bol_tik

    Публикаций: 0
    Комментариев: 62
    За несколько десятков лет, обычные в нашей жизни компьютеры, уменьшились в тысячи тысяч раз.

    У каждой технологии есть слабые места и совмещение технологий поможет закрыть их.

    Кремний, оптика, графен, квантовые системы - смешать все это в одном устройстве и получится искуственная жизнь : )

    Не переношу людей которые задают вопросы "зачем, почему, кому это надо", их узколобость бесит - буээээээ

    P.S. может наш мозг это своеобразный биологический квантовый компьютер ...
        
    6 марта 2014 21:04
    #7 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 357
    Кремний, оптика, графен, квантовые системы - смешать все это в одном устройстве и получится искуственная жизнь : )

    Для ИИ мощностей уже давно достаточно ,нет полного понимания алгоритма работы мозга. Хотя может уже есть,
        
    6 марта 2014 21:25
    #8 Написал: MOKSIM

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Искуственный интеллект невозможен. Невозможно создать подсознание и комплексы и т.д. Все то из чего состоит человеческое существо, человеческий дар-проклятье.
        
    6 марта 2014 23:14
    #9 Написал: Nitramin

    Публикаций: 0
    Комментариев: 85
    "В 150 раз холоднее", "в 100 миллиардов раз ниже"
    Смахивает на рекламу для развода лохов.
    "Наш крем в 10 раз лучше, чем обычный крем"
        
    7 марта 2014 11:14
    #10 Написал: bol_tik

    Публикаций: 0
    Комментариев: 62
    MaxIvanov,

    Как программист говорю - главное это оптимизация, а алгоритм придумать можно.

    ИИ может тупить на супер компьютере, а после оптимизации спокойно работать на современном "смартфоне". (это я конечно перегнул с такой сильной оптимизацией :) )

    MOKSIM,
    Подсознание, комплексы, логика, чувства, эмоции - понимание этого упирается в ограниченность нашего восприятия.

    Слово "невозможно" не должно существовать! Вместо него лучше использовать "нельзя создать на текущем уровне развития цивилизации".

    P.S. вот возьму и создам, вам на зло, ИИ обладающий сознанием, логикой, чувствами, эмоциями :ь
        
    7 марта 2014 13:21
    #11 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 357
    Верно, чувства это мотивирующие организм автоматические сигналы, ощущаемый уровень боли или счастья, это лишь уровень приоритета для выполнения нужной задачи. Чем сильней болит, тем скорее что то предпримешь. Путаница из за того что мы пытаемся эти сигналы описывать ,передавать другим ,и делаем это не очень хорошо.
        
    7 марта 2014 17:44
    #12 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 474
    Цитата: bol_tik
    P.S. вот возьму и создам, вам на зло, ИИ обладающий сознанием, логикой, чувствами, эмоциями :ь

    Единственный способ сделать это - родить, других способов пока не придумано wink
        
    7 марта 2014 21:12
    #13 Написал: bol_tik

    Публикаций: 0
    Комментариев: 62
    Rsa,

    "Пока" - всегда есть такие словечки : ) ...
        
    10 марта 2014 14:00
    #14 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 751
    мдя, вот "наши" бы блеснули чем нить кроме сельскохозяйственных успехов...


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.