D-Wave объявила о запуске 1200-кубитной системы на новых чипах Advantage2 Prototype

Компания на сегодня является лидером рынка коммерциализированных квантовых вычислений, предоставляя мощности вычислителей, построенных на принципах квантового отжига, в облачных сервисах крупнейших провайдеров. Новая вычислительная система будет иметь пониженный уровень «шумов» и обеспечит до 20 раз более быстрые вычисления для отдельных классов задач оптимизации и машинного обучения.

#news #кванты #чипы

https://www.dwavesys.com/company/newsroom/press-release/d-wave-announces-1-200-qubit-advantage2-prototype-in-new-lower-noise-fabrication-stack-demonstrating-20x-faster-time-to-solution-on-important-class-of-hard-optimization-problems/

Китай активизирует усилия в области квантовых вычислений и искусственного интеллекта

Согласно планам правительства, в этих и других областях запустят ряд крупных научно-технических программ. Главная цель — наращивание технологической самодостаточности в условиях торговых ограничений.

Пекин заявляет, что хочет улучшить национальную безопасность и экономическую устойчивость путём развития внутреннего инновационного потенциала и уменьшения зависимости от иностранных поставщиков, и все больше подчёркивает роль правительства в выделении ресурсов для достижения этой цели. Так, была образована специальная технологическая комиссия, подотчётная непосредственно партии, — ей фактически подчинили министерство науки и технологий, а также передали ряд министерских полномочий.

Кроме того, в стране планируется готовить больше первоклассных учёных и инновационных команд, а также совершенствовать механизмы выявления и развития лучших инноваторов.

#news #Китай #кванты #AI

https://www.reuters.com/technology/china-step-up-quantum-computing-ai-efforts-its-aims-tech-self-sufficiency-2024-03-05/

В России создали сверхпроводящую логическую ячейку для нейросетей и квантового компьютера

Команда исследователей из МГУ им. М.В. Ломоносова и ННГУ им. Н.И. Лобачевского разработали сверхпроводящую логическую ячейку, которая может быть как составной частью квантового компьютера, так и элементом нейросети. Она представляет собой интерферометр — прибор, изменяющий магнитное поле по заданным параметрам. Меняя параметры индуктивностей ячейки и внешнего потока, исследователи смогли использовать её в качестве вспомогательного кубита. Устройство работает при температурах от 0,03 кельвина до 1 кельвина (от -272,15 до -273,12 градуса Цельсия), что подтверждает возможность использовать её на практике для создания нейросетей, работающих с квантовой информацией.

В перспективе на основе таких ячеек могут создаваться элементы для нейроморфной обработки информации в квантовых процессорах — «квантовые» нейросети.

#news #кванты #AI

https://new.ras.ru/activities/news/predlozhena-sverkhprovodyashchaya-logicheskaya-yacheyka-dlya-neyrosetey-i-kvantovogo-kompyutera/

Первое в России контрактное производство сверхпроводниковых квантовых процессоров запускают Бауманка и ВНИИА им. Н. Л. Духова

Устройства будут выпускать на 100-мм пластинах, из каждой предполагается получать 100 чипов при выходе годных на уровне 95%.

В основе производства, которое будет размещено в одном из корпусов МГТУ им. Н.Э. Баумана, — собственная технология сверхпроводниковых джозефсоновских схем, которая является одной из наиболее перспективных при создании высокоточных квантовых процессоров и параметрических усилителей. Одной из важнейших задач при постановке серийного техпроцесса стало создание наноразмерных элементов сверхпроводниковых устройств — джозефсоновских переходов. Они представляют собой трёхслойную структуру, состоящую из алюминия, туннельного оксида алюминия и алюминия (Al-AlOx-Al), внутри которой «рождается» кубит при переходе чипа в состояние сверхпроводимости при сверхнизких температурах.

Квантовые вычисления могут обеспечить экспоненциальный рост скорости расчётов отдельных классов задач, в том числе в области искусственного интеллекта, поэтому ожидается, что квантовые чипы будут востребованы российским бизнесом.

#news #кванты

https://bmstu.ru/news/baumanka-zapustit-pervoe-v-rossii-kontraktnoe-proizvodstvo-sverkhprovodnikovykh-kvantovykh-processorov

Microsoft и Quantinuum заявили о прорыве в создании устойчивых кубитов

Microsoft применила алгоритм подавления ошибок, созданный к физическим кубитам Quantinuum, получив примерно 4 «надежных» кубита из 30 физических. По данным бигтеха, это лучшее соотношение надежных кубитов в квантовом чипе, которое когда-либо было достигнуто. Корпорация представит эту технологию клиентам облачных вычислений в ближайшие месяцы.

«Мы провели более 14 000 отдельных экспериментов [на новых логических кубитах] без единой ошибки. Это в 800 раз лучше, чем что-либо зарегистрированное [на физических кубитах]», — сказал Джейсон Зандер (Jason Zander), исполнительный вице-президент Microsoft по стратегическим задачам и технологиям.

Ученые часто называют порог в 100 надежных кубит как число, необходимое для превосходства квантового компьютера над классическим суперкомпьютером. Ни Microsoft, ни Quantinuum пока не заявляли, сколько времени им понадобится, чтобы приблизиться к этому порогу, учитывая возможности нового алгоритма.

#news #бигтехи #кванты

https://blogs.microsoft.com/blog/2024/04/03/advancing-science-microsoft-and-quantinuum-demonstrate-the-most-reliable-logical-qubits-on-record-with-an-error-rate-800x-better-than-physical-qubits/

Прорыв в области фотонных квантовых вычислений возвращает инвестиции в сектор

Сделка правительства Австралии (и штата Квинсленд) с американским стартапом PsiQuantum на сумму $620 млн долл США разогревает ожидания инвесторов и повышает шансы на создание коммерчески жизнеспособного квантового компьютера. Строительство полномасштабного квантового компьютера на фотонной технологии будет осуществляться недалеко от Брисбена. Сделка стала еще одним индикатором того, что многолетняя мечта о новой форме вычислений, использующей необычные свойства квантовой механики, может наконец осуществиться.

Надо отметить, что эта сделка примерно удваивает общий размер инвестиций в PsiQuantum.

Пит Шедболт, главный научный директор PsiQuantum, заявил, что «система в Австралии станет первой машиной, которая преодолеет порог коммерчески полезного квантового компьютера».

Инвестиции правительства Австралии в PsiQuantum идут в виде акций компании, а также грантов и займов. Это важно, потому, что инвестиции пришли именно в фотонную технологию, а не на сверхпроводящие кубиты, используемые IBM и Google. Стартап и инвесторы уверены, что фотоны обеспечивают стабильную основу для квантовой системы.

Ранее PsiQuantum публиковали очень мало исследований. Но получив большие инвестиции, они впервые опубликовала свою первую исследовательскую работу «A manufacturable platform for photonic quantum computing». В этой статье описываются достижения в области аппаратного обеспечения, которые продвинули компанию на путь к работоспособной крупномасштабной системе к концу десятилетия.

Важно, что статья подчеркивает возможности масштабируемого производства большого количества кубитов и квантовых чипов. Кроме того, в статье обсуждается иное оборудование, необходимое для объединения кубитов в более крупные системы. К примеру, PsiQuantum заявляет о преимуществах фотонных технологий, которые позволят получить систему с 1 млн кубитов в реальном применении быстрее, чем альтернативные подходы (например, сверхпроводящие кубиты).

#от_редактора #кванты

IBM делает ставку на квантово-классические суперкомпьютеры

Материал подготовлен при содействии Квантовой лаборатории cloud.ru

Лидер в мире квантовых технологий IBM работает над гибридом классического и квантового суперкомпьютеров — чтобы совмещать преимущества обоих. Если технология окажется успешной, IBM удастся создать гибридный квантово-классический суперкомпьютер с процессором собственного производства. Квантовые компьютеры и классические компьютеры будут работать вместе, выполняя вычисления, превосходящие возможности каждого из них по отдельности. Одной из проблем на этом пути остаются методы подавления ошибок.

Вычислительным «сердцем» суперкомпьютера будут квантовые процессоры (quantum processing unit, QPU). QPU включает в себя кубиты, компоненты, усиливающие сигналы, управляющую электронику и применяет классические вычисления для хранения инструкций в памяти, накопления и отделения сигналов от шума, а также создания одиночных двоичных выходных данных.

При этом все компоненты процессора — кубиты, резонаторы для считывания данных, выходные фильтры и квантовые шины — встраиваются в сверхпроводящий слой, нанесенный поверх кремниевого чипа, и представляют из себя единый вычислительный процессор-узел. Такой подход позволит без существенных изменений существующих технологий создания суперкомпьютеров максимально сократить сроки разработки и строительства вычислительных центров.

Чипы строятся при помощи 3D-интеграции — это даёт доступ к кубитам с чипа контроллера, расположенного ниже плоскости кубита, чтобы уменьшить количество проводящих элементов на чипе, которые являются потенциальным источником шума. IBM также внедряет мультиплексирование считывания — оно позволяет снимать информацию с нескольких кубитов по одному проводнику, что резко сокращает объём вычислительного узла. Этот параметр важен потому, что для качественной работы квантовых процессоров их необходимо охлаждать до температуры жидкого гелия (ок. -269 °C) и размещать в специальных «холодильниках».

Для борьбы с «разговорами» — взаимного паразитного влияния соседних кубитов друг на друга — IBM создал настраиваемые преобразователи сигналов (tunable couplers) — своего рода «выключатель» из магнитных полей, который устраняет ошибки перекрестного взаимодействия кубитов. Компания также планирует внедрять алгоритм коррекции ошибок вместо их исправления, чтобы устранять шум непосредственно в процессе работы.

Также идёт работа над интерконнекторами, которые позволят соединять несколько QPU в одном холодильнике, а затем и несколько холодильников в единую систему. Конечная цель компании — добиться такого уровня взаимодействия, чтобы классические и квантовые процессоры могли работать в одной системе, дополняя друг друга.

#news #кванты #вычисления

https://spectrum.ieee.org/ibm-quantum-computer-2668978269

США введут новые ограничения на экспорт критически важных технологий в Китай

Ограничения коснутся полупроводников и технологии GAA (gate all-around), квантовых компьютеров и их компонентов, передовых инструментов для производства микросхем, а также оборудования и аддитивного производства в металлургии.

Документ предусматривает лицензионные исключения на экспорт и реэкспорт указанных групп товаров. Предлагая более выгодные условия, США стремятся привлечь к противостоянию с КНР своих традиционных союзников, включая Японию и Нидерланды.

Крупнейший производитель литографического оборудования ASML Holding NV заявил, что будет обращаться за разрешением на поставку некоторых видов оборудования не в США, а к правительству Нидерландов. Министр экономики Тайваня объявил, что остров будет брать пример с Вашингтона.

#news #чипы #кванты

https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-09-05/us-targets-china-with-new-quantum-chip-related-export-curbs

Microsoft объединила ИИ, квантовые вычисления и HPC для решения задачи в области химии

Microsoft и Quantinuum создали 12 высоконадежных логических кубитов, применив систему виртуализации кубитов Microsoft к квантовому компьютеру H2 компании Quantinuum на основе ионных ловушек.

Эти логические кубиты продемонстрировали уровень ошибок в 22 раза ниже, чем у соответствующих физических кубитов.

Команды продемонстрировали использование двух логических кубитов в сочетании с ИИ и облачными высокопроизводительными вычислениями для точной оценки энергии основного состояния важного каталитического промежуточного соединения.

Это первая демонстрация комплексного рабочего процесса.

Microsoft интегрирует эти возможности в свою платформу Azure Quantum Elements и сотрудничает с другими компаниями для применения своей системы виртуализации кубитов к различным типам квантового оборудования.

#кванты

информацииющее достижение в создании квантовой памяти

Одной из важных проблем для эффективной работы квантовых компьютеров остаётся создание квантовой памяти.

Квантовые запоминающие устройства являются ключевыми элементами современных квантовых технологий для надежного хранения и извлечения квантовой информации.

Для эффективной работы квантовых компьютеров результаты расчётов нужно «передавать» между различным элементами квантового чипа поступая примерно так, как это происходит в современных классических процессорах с многоядерной архитектурой.

И вот недавно исследователи совершили крупный прорыв в этой области создав протокол рентгеновской квантовой памяти, который использует механически управляемые специальные структуры.
Что очень важно - система работает при комнатной температуре и позволяет контролировать форму волны пакетов рентгеновских фотонов с высоким уровнем точности и достоверности, используя исключительно механические устройства и перемещения.

Отсутствие сложной и дорогостоящей системы охлаждения сильно упрощает работу всей квантовой системы и существенно повышает её надёжность.
Эта настраиваемая, надежная и очень гибкая технология позволяет создать универсальную платформу для компактной твердотельной квантовой памяти.

Прорыв открывает возможность для будущих технологий, в том числе для жесткого запутывания рентгеновских фотонов, которые могут произвести революцию в квантовых вычислениях.

Важность перехода от используемых сейчас «обычных» оптических технологий квантовых компьютеров к высоко энергетическим рентгеновским заключается в том, что чем выше энергия, тем выше частота. Не вдаваясь в сложные объяснения, «на пальцах» можно сказать так - чем выше частота (энергия), тем выше стабильность и объём информации в единицу времени. А это важно для надёжности и скорости работы квантовых компьютеров.

Достижение учёных является не только техническим успехом, но и большим шагом в расширении нашего понимания квантовой механики и её приложений. Способность хранить и высвобождать фотоны жесткого рентгеновского спектра может привести к появлению новых и более безопасных методов квантовой связи и хранения информации

#кванты

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn9825

В CERN впервые обнаружили квантово-запутанные кварки

До этого запутанное состояние наблюдали у протонов, фотонов и электронов.

Проводимые до этого опыты по изучению запутанности можно назвать «тепличными»: учёные специально подбирали удобных для этого кандидатов для запутывания и создавали условия, при которых ничто не мешало поставить эксперимент. Стоит отметить, что за это дали Нобелевскую премию в 2022 г. Сейчас же впервые удалось наблюдать эффект запутанности между фундаментальными частицами материи при энергиях, на 12 порядков превышающих типичные для лабораторных экспериментов.

Если говорить про более-менее понятное нам сравнение, представьте себе мыльные пузыри.

Одно дело, когда вы спокойно стоите и нет никакого ветра, и совсем другое если вы развлекаетесь с пузырями стоя в жерле извергающегося вулкана. В первом случае нет никаких проблем, а вот во втором мало того, что есть сильный ветер, который норовит лопнуть пузырь, так ещё и высокая температура может его практически мгновенно испарить. Поскольку вряд ли у кого дома есть подходящий для похода в жерло вулкана костюм, пусть вы пытаетесь надуть пузыри над паром из кипящего чайника. Если уж продолжать аналогию с запутанностью -— представьте, что пузыри сливаются между собой образуя одни новый, а потом чудесным образом опять разделяются на два. И результат эксперимента в терминахна примере пузырей можно описать так: мы научились надувать красивые мыльные пузыри в жерле вулкана и можем теперь делать это всегда. И мы понимаем, что нужно для этого сделать и почему все наши дальнейшие попытки будут успешны так же, как и в тихую безветренную погоду.

Кварки — это бесструктурная элементарная частица и фундаментальная составляющая материи

Результаты эксперимента направлены на получение знаний о строении вещества и изучения фундаментальных проблем квантовой механики, изучение концепций квантовой информации, таких как неравенства Белл и могут быть полезны для поиска физики за пределами Стандартной модели, которая пока является лучшей суммой наших знаний о возникновении Вселенной.

Экспериментальная установка ATLAS, на которой проводились исследования, предназначена для изучения фундаментальных свойств материи и проводимые эксперименты направлены на моделирование состояние вещества, которое было «почти» во времена Большого взрыва, положившего начало существования нашей Вселенной.

Какой спектр практических результатов могут дать сделанные и планируемые эксперименты —сказать пока сложно., но можно смело утверждать, что это точно поможет понять свойства квантовой запутанности, которые мы собираемся использовать для создания квантовых компьютеров.

#news #физика #кванты

https://www.nature.com/articles/d41586-024-02973-7

Итальянский стартап Ephos планирует производство более быстрых процессоров с помощью квантовой фотоники на основе стекла

Производство микросхем на стекле позволяет сократить потери связи между волокнами и чипами при передаче данных. Фотонам не приходится переходить с одного материала на другой. Это обеспечивает преимущество перед кремниевыми аналогами.

Фотоника и квантовые вычисления могут решить проблему нехватки энергии для питания вычислительной инфраструктуры. Технологический прорыв позволит стартапу стать новым игроком на рынке микросхем, где сейчас лидируют Nvidia, Intel и AMD.

Фотоникой также занимаются Xanadu (стоимостью $1 млрд, Канада), Photonic (при поддержке Microsoft, Канада), оксфордская компания Orca (при поддержке Министерства обороны США). Но Ephos утверждает, что ее предприятие станет «первым в мире по производству квантовых фотонных схем на основе стекла».

Компания привлекла $8,5 млн начального финансирования. Инвесторами проекта стали Starlight Ventures, Collaborative Fund, Exor Ventures, 2100 Ventures и Unruly Capital. Ephos также получает поддержку от Европейского совета по инновациям (EIC) и Ускорителя оборонных инноваций НАТО (DIANA). Открытие первой фабрики в Милане ожидается в конце этого года.

#news #чипы #кванты #стартапы

https://techcrunch.com/2024/09/23/ephos-wants-to-shatter-the-market-for-ai-and-quantum-chips-with-a-new-design-based-on-glass/

Китай наращивает производство квантовых компьютеров с помощью собственных чипов

Исследовательская компания из г. Хэфэй, столицы провинции Аньхой Origin Quantum заявляет, что ей удаётся поддерживать «стабильную работу» 72-кубитного квантового чипа на своем сверхпроводящем квантовом компьютере Origin Wukong в течение девяти месяцев. Фирма также производит квантовые машины и работает над возможностью собирать 8 устройств одновременно, в то время как текущий уровень производства — максимум 5 устройств.

Origin Quantum расширяет свою деятельность на фоне стремления Китая к технологической самодостаточности. Это стало еще более актуальным, поскольку США активизировали усилия по сдерживанию с помощью торгового контроля прогресса Китая в том числе в сфере квантовых вычислений.

Компания Origin Quantum была основана в 2017 г. квантовыми физиками Го Гопином (Guo Guoping) и Го Гуанцаном (Guo Guangcan) из Китайского университета науки и технологий на базе Ключевой лаборатории квантовой информации Китайской академии наук.

#кванты #чипы #news

https://www.scmp.com/tech/tech-war/article/3281699/tech-war-china-boosts-quantum-computer-production-self-developed-chips-amid-us-sanctions

NVIDIA поможет Google разрабатывать квантовые процессоры

Подразделение Google Quantum AI будет использовать суперкомпьютер NVIDIAEos для ускорения проектирования квантовых компонентов — на машине предполагается моделировать физику, необходимую для работы квантовых процессоров, в частности будут исследоваться вопросы шумоподавления.

В Google уверены, что выход на коммерческий уровень квантовых компьютеров невозможен без построения больших квантовых чипов, а это будет иметь смысл только в случае, если удастся удерживать квантовый шум на приемлемом уровне.

Суперкомпьютер NVIDIAбудет моделировать поведение квантовой системы. Ранее подобные расчёты были чрезвычайно дорогими и отнимали много времени. В компании утверждают, что ее система будет выдавать результаты, на которые раньше ушла бы неделя, за считанные минуты, за малую часть стоимости.

#кванты #чипы #бигтехи #news

https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-11-18/nvidia-is-helping-google-design-quantum-computing-processors

Google разработал AI-систему для поиска ошибок в квантовых компьютерах

Разработчики из Google DeepMind и Google Quantum AI представили AlphaQubit, декодер на основе AI, который идентифицирует ошибки квантовых вычислений. В основе декодера — нейросеть-трансформер. Используя проверки согласованности в качестве входных данных, нейросеть пытается предсказать, изменился ли логический кубит при измерении в конце эксперимента по сравнению с тем, как он был подготовлен, или нет.

Квантовая коррекция ошибок работает посредством избыточности: несколько физических кубитов группируются в один логический кубит и регулярно выполняют проверки его согласованности. Декодер сохраняет квантовую информацию, используя эти проверки согласованности для выявления ошибок в логическом кубите, чтобы их можно было в дальнейшем исправить.

AlphaQubit проверяли на квантовом компьютере Google Sycamore c 67 кубитами. Декодер допускает на 6% меньше ошибок, чем методы тензорных сетей, которые являются высокоточными, но непрактично медленными. AlphaQubit также допускает на 30% меньше ошибок, чем метод коррелированного сопоставления. Также систему проверили на симуляции 241 кубита — это больше, чем доступно сейчас физически, — чтобы оценить потенциал масштабирования.

В случае подтверждения результативности AlphaQubit приблизит создание отказоустойчивого квантового компьютера.

#news #кванты #AI #бигтехи

https://blog.google/technology/google-deepmind/alphaqubit-quantum-error-correction/

Google Quantum AI выпустил квантовый чип Willow, который самостоятельно справляется с ошибками

Декогеренция и квантовые шумы приводят к ошибкам в квантовых вычислениях и сводят на нет преимущества таких систем. Помехи нарастают по мере масштабирования системы: чем больше кубитов, тем мощнее квантовый компьютер, но и тем больше ошибок. На решение этой проблемы и направлена разработка Google: в новых чипах ошибка в логических кубитах уменьшается при увеличении числа физических на один логический. Это значит, что так называемая пороговая теорема работает в реальном мире и можно уменьшать ошибки до сколь угодно малого уровня. Тесты проводились на крупных массивах с размерами сетки 3х3, 5х5 и 7х7 закодированных сверхпроводящих кубит. С каждым новым порядком частота ошибок сокращалась вдвое.

К аналогичным результатам ранее пришла команда из Quantinuum на квантовом процессоре из холодных ионов, в то время как у Google процессор сверхпроводящий. Таким образом, коррекция ошибок работает для кубитов разной физической природы.

Для оценки производительности Willow Google Quantum AI использовала бенчмарк случайной выборки цепей (random circuits sampling, RCS). С его помощью можно проверить, делает ли квантовый компьютер что-то, что невозможно сделать на классическом. Бенчмарк показал, что Willow менее чем за пять минут выполнил расчет, на который одному из самых быстрых современных суперкомпьютеров Frontier потребовалось бы 10 септиллионов (10^25) лет. Однако задача случайной выборки не имеет внятных практических применений и говорить о прорыве во всей индустрии вычислений преждевременно.

Квантовый чип Willow содержит 105 кубитов, среднее время жизни которых составляет 100 микросекунд, что в 5 раз превышает показатель предыдущего поколения чипов. Согласно дорожной карте Google, чип ляжет в основу полезной квантовой системы, которую уже можно будет коммерциализировать в дальнейшем. От создания такой системы корпорацию отделяют еще примерно 5 лет исследований.

#news #кванты #AI

Благодарим Центр квантовых технологий за содействие в подготовке материала

https://blog.google/technology/research/google-willow-quantum-chip/

Маск и Пичаи обсудили создание квантового кластера в космосе и активное освоение энергоресусров планеты

Миллиардер впечатлился сообщением о новом квантовом процессоре Google Willow. После этого глава компании Сундар Пичаи предложил создать квантовый компьютерный кластер в космосе, отправив его на корабле Starship компании SpaceX.

Маск ответил, что «это возможно» и добавил, что человечество должно достигнуть II типа по шкале Кардашёва — классификации уровней технологического развития цивилизаций.

Цивилизации первого типа используют все доступные энергетические ресурсы родной планеты; второго типа — всю энергию своей звезды; третьего типа — своей галактики.

По мнению главы SpaceX, сейчас мы находимся на уровне менее 5% от I типа. Чтобы достичь примерно 30%, нужно установить солнечные панели во всех пустынных и засушливых районах планеты. Пичаи поддержал это предложение.

#news #бигтехи #кванты #космос

https://www.businesstoday.in/technology/news/story/google-ceo-sundar-pichai-elon-musk-discuss-willows-massive-quantum-leap-and-future-possibilities-456920-2024-12-11