Квантовий комп’ютер D-Wave 2 обганяє середній суперкомп’ютер в 3600 разів

Квантовый компьютер D-Wave

В даний час область квантових обчислень вважається майбутнім галузі обробки даних. Квантові обчислювальні системи майбутнього будуть володіти обчислювальною потужністю в тисячі разів перевершує потужність сучасних суперкомп’ютерів, споживаючи при цьому на порядки менші кількості електричної енергії. В даний час вже існують перші робочі квантові комп’ютери, розвиток яких йде бурхливим темпом, а перший з них, D-Wave One, з моменту його першої появи два роки тому вже подвоїв свою обчислювальну потужність.

Квантові обчислення відрізняються від класичних обчислень рівнем їх фундаментальної реалізації. У традиційних комп’ютерах використовуються біти, здатні оперувати двома значеннями, логічної 1 і 0. Основою квантових комп’ютерів є квантові біти, кубіти, які завдяки ефектам квантової механіки можуть знаходитися і в третьому стані, в стані квантової суперпозиції, коли їх значення дорівнює 1 і 0 одночасно . Крім того відмінності між звичайними і квантовими комп’ютерами стосуються і методів організації обчислень. Наприклад, традиційний комп’ютер вирішує завдання математичної оптимізації послідовно, прораховуючи один варіант за іншим, а квантовий комп’ютер оцінює відразу весь масив рішень, вибираючи з нього найбільш оптимальні варіанти, що дозволяє знайти не тільки єдине найкраще рішення, а й десятки тисяч близьких альтернативних варіантів вирішення завдання за короткий час.

Коли перший квантовий комп’ютер D-Wave One (DW1) вперше дебютував у травні 2011 року, в його складі налічувалося 128 квантових біт, оточених спеціалізованими чіпами і електричними ланцюгами, що забезпечують функціонування квантового біта. При вирішенні завдань певного роду за допомогою технології адіабатних квантових обчислень цей комп’ютер у багато разів перевершував найпотужніші суперкомп’ютери. Однак, недавно випущений квантовий комп’ютер D-Wave Two (DW2), що володіє 512 квантовими бітами, змушує його попередника нервово курити в сторонці“.

Кубиты компьютера DW1

Кожен кубіт є крихітним мікропроцесором, працюючим за допомогою ефектів надпровідності та квантової механіки. Можливості квантових обчислювальних систем безпосередньо пов’язані з кількістю пов’язаних один з одним кубітів. Якщо зв’язати всі 509 кубітів комп’ютера D-Wave Two, які беруть безпосередню участь в обчисленнях, один з одним, то його продуктивність буде вище на 100 порядків, ніж продуктивність його попередника. Однак, компоновка кубітів нового комп’ютера дозволяє зв’язати один кубіт тільки з вісьмома сусідніми кубитами. Незважаючи на це, комп’ютер DW2 приблизно в 300 тисяч разів більше потужний, ніж комп’ютер DW1.

При проведенні тестів, в яких були задіяні 439 кубіт для вирішення спеціалізованих оптимізаційних алгоритмів CPLEX, комп’ютер DW2 знайшов 100 варіантів рішень за половину секунди часу, що 3600 разів швидше, ніж необхідно суперкомп’ютера, який витрачає на це приблизно півгодини часу.

Один кубит компьютера DW2

Для того, щоб домогтися повного використання квантових ефектів, кубіти комп’ютера DW2 знаходяться в надзвичайних умовах навколишнього середовища. Їх температура становить 0.02 градуси за шкалою Кельвіна, що в 150 разів холодніше, ніж температура в міжзоряному космічному просторі. Глибина вакууму, в якому знаходяться кубіти комп’ютера в 100 мільярдів разів нижче, ніж атмосферний тиск при стандартних умовах. Завдяки використанню системи захисту, зовнішнє магнітне і електричне вплив на кубіти знижено в 50 тисяч разів. Примітним є той факт, що для створення наднизької температури і глибокого вакууму потрібно всього 15.5 кіловат електричної енергії, а сам комп’ютер займає тільки 10 квадратних метрів площі, що абсолютно незрівнянно з тисячами кіловат і величезними просторами, займаними суперкомп’ютерами і супутньою інфраструктурою.

Поки що компанія Google, НАСА і Університетська Асоціація космічних досліджень (Universities Space Research Association), які “стоять у черзіна придбання квантового комп’ютера DW2, не розголошують суми, в яку їм обійдеться його придбання. Але згідно з інформацією від інформаційного агентства BBC, що посилається на думку з компетентних джерел, ця сума буде перебувати в районі 15 мільйонів доларів.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *


The reCAPTCHA verification period has expired. Please reload the page.