Главная » Хабрахабр » ИТ-гигант хочет доказать квантовое превосходство уже в следующем году — что может пойти не так

ИТ-гигант хочет доказать квантовое превосходство уже в следующем году — что может пойти не так

В 2019 году Google планирует провести соревнование вычислительных машин и сравнить производительность своего 72-кубитного чипа Bristlecone с возможностями суперкомпьютера НАСА Pleiades. ИТ-гигант планирует показать, что квантовое превосходство достижимо. Под катом — подробнее о тестах и возможных сложностях, с которыми столкнутся в компании.


/ фото JD Hancock CC BY

Пара слов о квантовом превосходстве

Квантовое превосходство — условный момент времени, когда квантовые компьютеры научатся решать некоторые вычислительные задачи намного быстрее классических систем. К таким задачам, например, относят перебор ключей SHA-256.

Свое исследование они опубликовали в журнале Science, в котором показали, что при определенных условиях квантовая машина способна обогнать классическую вычислительную систему. Теоретическую возможность квантового превосходства в октябре этого года доказали Сергей Бравый из IBM Research, Дэвид Госсет (David Gosset) из Университета Ватерлоо и Роберт Кениг (Robert König) из Мюнхенского института.

В следующем году Google планируют исправить это «недоразумение». Хотя теоретическая возможность квантового превосходства была доказана, на практике этого сделать пока не удалось.

Суть эксперимента Google

Чтобы доказать гипотезу о квантовом превосходстве, Google совместно с НАСА сравнят возможности нового 72-кубитного чипа Google с кодовым названием Bristlecone и суперкомпьютера Pleiades, который занимает 24 место в Top500 самых мощных вычислительных систем мира (5,95 петафлопс).

Квантовый чип Google и суперкомпьютер НАСА произведут серию тестовых вычислений. Классические системы пока что превосходят по производительности прототипы квантовых машин, эффективно симулируя работу квантовых цепей. Если чипу Bristlecone удастся превзойти Pleiades, то организации смогут заявить о достижении квантового превосходства.


/ фото NASA PD

При этом для работы Bristlecone необходимо соблюдать ряд условий: например, температура окружающей среды должна быть близкой к абсолютному нулю. Эксперимент проведут на платформе Google Cloud API, так как разместить эти две машины в одном помещении не получится.

Представители Google уверены, что Bristlecone сумеет достичь квантового превосходства. Первые результаты тестов представят в июле 2019 года. ИТ-гигант возлагает надежды на свои эффективные алгоритмы вычислений и механизмы коррекции ошибок, которые берут в расчет «хрупкость» кубитов, разрушающихся под воздействием внешней среды.

Почему эксперимент Google может провалиться

В мае ученые компании Alibaba опубликовали исследование (PDF), в котором утверждают, что о квантовом превосходстве можно говорить только тогда, когда число ошибок в вычислениях квантовых компьютеров будет равняться нулю. Даже если машина считает быстрее, в этом нет никакого смысла без правильного результата. А эти ошибки непременно возникают при записи (и считывании) данных в кубиты из-за разрушения их квантового состояния. Чем больше кубитов, тем выше шанс, что они начнут вносить в работу друг друга помехи.

У того же Bristlecone процент ошибок составляет 0,6%. Достигнуть нулевого значения пока никому не удалось. И хотя в Google уверены, что этого достаточно, на практике все может оказаться иначе.

К примеру, Себастиан Криннер (Sebastian Krinner) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха предложил объединить несколько «простых» кубитов в один логический, уменьшив их количество. Отметим, что в мире ведется разработка нескольких проектов, которые должны помочь в создании эффективных механизмов коррекции ошибок в квантовых компьютерах. Но для практической реализации этой технологии потребуются годы разработок.

Например, в блоге мы рассказывали об исследователях из Университета штата Пенсильвания и их концепции демона Максвелла, а также о телепортации квантовых вентилей, которую продемонстрировали ученые Йельского университета. Другие пытаются решить задачу за счет уменьшения энтропии и объединения нескольких квантовых систем в одну большую.

Но даже если удастся реализовать достаточно эффективные механизмы коррекции ошибок для квантовых компьютеров, возникает еще одна сложность. Вычислительная мощность классических суперкомпьютеров не стоит на месте. Разрабатываются все более мощные системы, поэтому даже если у Google получится превзойти Pleiades, в будущем классические машины могут вновь превзойти квантовые.


/ фото IBM Research CC BY-ND

Вклад других компаний

Одной из компаний, которая участвует в квантовой гонке, является Intel. Из последних достижений компании — компьютер с 49 кубитами. Согласно дорожной карте, в ближайшие 5–7 лет ИТ-гигант планирует построить 1000-кубитную систему.

Однако есть те, кто считает, что для этого понадобится машина с числом кубитов не менее миллиона. В компании предполагают, что с таким количеством кубитов превосходство квантовых компьютеров над традиционными обеспечено.

В октябре его представители объявили о награде в миллион долларов тому, кто докажет превосходство системы с кубитами над классическим компьютером. Другая компания, работающая в этой области — стартап Rigetti.

Специалисты Rigetti ожидают, что эксперименты с облаком и квантами положительно скажутся на развитии обеих технологий. Чтобы подстегнуть исследования, компания разработала облачный сервис для создания и запуска квантовых алгоритмов, доступный всем желающим.

P.S. Пара статей из нашего корпоративного блога:
P.P.S. Материалы из нашего Telegram-канала об IaaS и не только:


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Перенос конфигурации АТС в сервис 3CX PBX Express

В этой статье мы расскажем, как в сервисе 3CX PBX Express восстанавливать резервные копии существующих инсталляций АТС. Возможность восстановления конфигурации позволяет, например, переместить локальный сервер в облако, сменить хостинг или восстановить АТС в облаке после серьезного локального сбоя. Единственное требование ...

Первые штрафы по GDPR: кого уже наказали

GDRP вступил в силу больше шести месяцев назад, но первые «письма счастья» регуляторы начали выписывать лишь недавно. В материале — о тех компаниях, которые их уже получили. / фото Kiefer CC BY-SA «Мягкий запуск» GDPR GDPR вступил в силу 25 ...