Является ли D-Wave Two действительно квантовым?

Этот год отмечен острым спором в семье фанатиков искусственного интеллекта. Ссора касается первых-коммерческих квантовых компьютеров, произведенных весьма спорной канадской компании под названием D-Wave Systems.

Ссора касается первых-коммерческих квантовых компьютеров, произведенных весьма спорной канадской компании под названием D-Wave Systems

[Фото: physicsworld.com]

D-wave Two - второе поколение квантовых процессоров

[первое поколение работает экспериментально с начала 2012 года в НАСА, Google и Ассоциации космических исследований университетов], впервые в коммерции - оно было куплено Lockheed Martin [2].

Квантовый компьютер работает по принципу использования явлений и законов квантовой механики [концепции кубита, суперпозиции вектора состояния «пси» и квантовой запутанности]. Теория работы квантового компьютера была представлена ​​в середине 1980-х годов британским физиком Дэвидом Дойчем и модифицирована польским ученым-компьютерщиком и физиком доктором Артуром Экертом, оба связаны с Оксфордом.

Данные в квантовом компьютере представлены текущим квантовым состоянием компьютерной системы. Его эволюция соответствует вычислительному процессу. Надлежащее планирование эволюции квантовой системы, то есть создание квантового алгоритма, позволяет получать результаты быстрее, чем при использовании традиционных ПК.

Квантовый компьютер работает на квантовых логических элементах.

Квантовый бит, так называемый локтевая кость , это не принимает значение 1 или 0, как бит в ПК. Кубит это квант суперпозиция нули и единицы, поэтому кубит может быть электроном или фотоном [их состояниями]. Кубит несет гораздо больше информации за один раз, чем ноль один бит. Следовательно, он может выполнять множество вычислений параллельно.

Квантовый регистр, состоящий из кубитов, может находиться в состоянии, являющемся любой суперпозицией множества последовательностей с нулем один. Если в таком квантовом регистре будет сохранена большая база данных, выполнение некоторой операции над кубитами этого регистра будет эквивалентно выполнению этой операции сразу для всех данных.

Однако алгоритмы, выполняемые квантовым компьютером, являются вероятностными алгоритмами, что означает, что, запустив одну и ту же программу на квантовом компьютере дважды, можно получить совершенно разные результаты из-за случайности процесса квантового измерения.

D-Wave Two, работающая в Lockheed Martin, представляет собой 512-кубитный процессор, состоящий из 64 блоков по 8 кубитов. Чтобы свести к минимуму влияние внешней среды на суперпозицию [декогеренции] кубита, систему поддерживают при температуре порядка 20 мК и в кожухе, который является революционным по отношению к воздействию магнитного поля Земли.

Весной этого года квантовый компьютер столкнулся с традиционным ПК.

Кэтрин МакГеох из Колледжа Амхерста в Массачусетсе, которая работает в качестве консультанта в D-Wave в сотрудничестве с Конг Вангом из Университета Саймона Фрейзера, провела эксперименты [3] с использованием машины D-Wave Two с использованием 439 кубитов из сверхпроводящих циклов с ниобий и высококлассный ПК. D-Wave предназначен для решения конкретных вычислительных задач. Это делает так, что он определяет плотность вероятности всех возможных решений уравнения и таким образом позволяет получить оптимальное решение. И такая задача была поставлена ​​перед обеими машинами.

У каждого из компьютеров было полсекунды для оптимизации результатов определенного уравнения.

D-Wave давал ответ каждые полсекунды. Между тем, самый быстрый традиционный алгоритм CPLX стремился решить самые сложные проблемы за полчаса. Это означает, что D-Wave был в 3600 раз быстрее, чем традиционный ПК.

Различия в способе расчетов были поразительными. Классическая машина запускала их очень медленно, затем быстро ускорялась, а затем медленно генерировала лучшие ответы. D-Wave Two дала ответы почти сразу. Представитель D-Wave Systems утверждает, что компьютер D-Wave Two может выполнять 10 ^ 38 вычислений за раз, что потребует лучших ПК миллионы лет. Но в мире компьютерных ученых и физиков существуют серьезные споры о том, находятся ли D-Wave One / Two в Полностью квантовые компьютеры [4]. Кроме того, их необычайная скорость может быть следствием того факта, что они являются машинами, предназначенными для конкретных задач, а классический ПК обладает множеством функций.В связи с стоимостью [непомерно высокой] и размерами в ближайшее время скорее домой не придет.

литература

[1] TFRoenow и все, определение и обнаружение квантового ускорения науки DOI: 10.1126 / science.1252319

[2] A.Cho, Квантовый или нет, спорный компьютер не дает ускорения, Computer Science Science 20 июня 2014: Том 344, нет. 6190 с. 1330-1331DOI: 10,1126 / science.344.6190.1330

[3] CCMcGeoch, Cong Wang, Экспериментальная оценка адиабиатической квантовой системы для комбинаторной оптимизации, www.cs.amherst.edu/ccm/

[4] В. Винчи, Т. Альбаш, Д. А. Лидар, Различение классической и квантовой моделей для устройства D-Wave, арт. Xiv: 1403.4228v3 [Quant-Ph], 18/07/2014

Новости

Где купить держатель для смартфона

Любой смартфон давно превратился неотъемлемым атрибутом повседневной жизни, который помогает не только поддерживать непрерывную связь с необходимыми людьми. Он также позволяет постоянно быть информированным