Група физици от САЩ и Русия създадоха и успешно тестваха програмируем квантов компютър, базиран на 51 кубита. Това се съобщава в прессъобщение на Руския квантов център, получено в редакцията на Indicator.Ru.

Сега много научни групи се опитват да създадат универсален квантов компютър и много правителства и корпорации инвестират в тези проекти. Изчислителните елементи на такива компютри - кубити - работят на базата на квантови обекти: йони, охладени атоми или фотони, способни да бъдат в суперпозиция на няколко състояния. Това позволява на квантовите компютри едновременно, в един цикъл, да правят много изчисления наведнъж. Квантовите компютри ще могат да решават проблеми, чието разрешаване на класическите компютри ще отнеме милиарди години.

Възможностите на квантовите компютри зависят от броя на кубитите. Вече няколко десетки кубита могат да дадат такава печалба изчислителна мощност, което е недостижимо за класическите компютри. Днес Quantum Lab на Google, ръководена от Джон Мартинис, планира експерименти върху 49-кубитов компютър; IBM вече експериментира със 17-кубитово устройство. Създаването на 51-кубитов компютър е огромна стъпка напред в тази област.

Група учени от Харвардския университет и Масачузетския технологичен институт, ръководени от Михаил Лукин, професор по физика в Харвард и съосновател на Руския квантов център, използваха кубити, базирани на студени атоми, които се държаха с оптични "пинсети" - специално организирани лазерни лъчи. Повечето съвременни квантови компютри се основават на използването на свръхпроводящи кубити, базирани на Джоузефсонови преходи.

Лукин и колегите му успяха да решат с помощта на своя квантов компютър проблема с моделирането на поведението на квантовите системи от много частици, който беше практически неразрешим с помощта на класически компютри. Нещо повече, в резултат на това те успяха да предвидят няколко неизвестни досега ефекта, които след това бяха тествани с помощта на конвенционални компютри.

В близко бъдеще учените възнамеряват да продължат експериментите с квантов компютър. Може би те ще се опитат да използват тази система за тестване на алгоритми за квантова оптимизация, които могат да надминат съществуващите компютри.

Според Лукин, който направи презентация на IV Международна конференцияпо квантовите технологии в Москва (ICQT-2017) На 14 юли статията с резултатите от работата беше приета за публикуване и ще се появи на сървъра за предпечат на arXiv в неделя. Вечерта на 14 юли Лукин ще участва в открита дискусия на конференцията ICQT, която ще се състои след публична лекция на Джон Мартинис.

В Харвард преподавам по един курс на семестър. По принцип това са специални курсове за завършили студенти, сега - електродинамика. Тук има няколко нива: уводно - на нивото на книгата на Пърсел, но аз преподавам по-напреднали - нещо средно между Сивухин и Ландавшиц. Ландавшиц е известен тук, но не се използва реално. Според мен това е добра книга, но малко остаряла. Например, всички съвременни курсове от самото начало използват формализма на bra и ket векторите, за да опишат квантовите състояния. Първият квантов том на Ландавшиц не споменава това. За да получите бакалавърска степен по физика, трябва да вземете само няколко курса: механика, електричество, термодинамика и вълни. Има обаче много курсове високо ниво. Тези, които посещават висше училище, посещават следдипломни курсове през бакалавърските си години. Няма таван, ако има интерес.

В Харвард предметите са много по-малко, отколкото във Phystech през първата година на обучение - вероятно бяха десет. В Харвард има четири на семестър, но те са по-интензивни и често включват лабораторни проекти. Казват, че Phystech е моделиран след MIT, но не съм сигурен в това. Калифорнийският технологичен институт (Caltech) е по-скоро Phystech. Всички те вземат едни и същи курсове в началото. През 1998 г. беше невъзможно дори да мечтаеш да станеш професор в Харвард. Тук има някои доста необичайни постдокторантски стипендии – пълна свобода, прави каквото искаш. Нямате собствена група, но можете да изберете с коя група да работите или можете да работите сами. Не е лесно да получите стипендия, но ако успеете, помислете дали да не станете художник на свободна практика. Получих един от тях.

За три години като постдоктор започнахме да се развиваме интересни идеи, по-специално, излезе с експеримент за спиране на светлината. Този процес прави възможно кохерентното записване на информация за импулса на фотона в атома и след това нейното четене. Ние не само разработихме теорията, но и направихме експеримент въз основа на нея, който стана широко известен. В края на тригодишния мандат през 2001 г. ми предложиха длъжността асистент. Моята група на всеки няколко години започва да развива нова посока. Поради това нашата лаборатория е доста необичайна, защото не работим в нито една област. За един учен е много важно да променя посоката от време на време. Това подкрепя научната младост, кара те да мислиш, да изучаваш нови неща.

30 от моите възпитаници вече станаха професори, въпреки че обикновено малка част от завършилите студенти остават в науката, предимно отиват да работят в големи компании. Като цяло смятам, че напускането на един учен в една компания също прави света по-добро място. През 2004 г. започнахме да използваме диамантени примеси като кубити. Тогава имах интелигентен, трудолюбив студент, който се занимаваше с теория. Започнахме да мислим как да изградим квантови компютри в твърдо състояние или квантови мрежи. По някое време тя дойде при мен и каза: „Никой няма да чете нашите теоретични статии, трябва да направим експеримент“. Тогава тепърва започвах, имахме само една малка лабораторна стая и колегата ни даде място - кът в неговата лаборатория 3 на 3 метра. Както се оказа по-късно, това беше исторически, щастлив кът, защото в него бяха направени много важни открития. Направихме два малки експеримента там. В рамките на пет години имаше осем статии в Science and Nature - така започна дейността по диамантените кубити.

Има една легендарна история. В един от московските институти е намерен образец от диамант с уникални свойства за експерименти: той беше много чист. Беше разделен на четири части: две отидоха при нас, две в Щутгарт, където работеше друга група. За дълго времеВсички експерименти са направени с този диамант. Сега, разбира се, вече е възможно да се отглеждат изкуствени диаманти, които превъзхождат по чистота руския магически диамант - вълшебния руски диамант. Квантовият компютър е много интересна, отворена тема, всички мислят за него, компаниите инвестират. Има два много интересни момента, за които хората забравят. Все още не знаем дали можем да изградим истински голям квантов компютър с милион кюбита. Освен това, дори и да го изградим, все още никой не знае със сигурност за какво може да бъде полезен. Но вече започваме да създаваме достатъчно големи, кохерентни и програмируеми системи – вече е ясно, че те ще ни позволят да изучаваме динамиката на сложни системи по уникален начин. Сигурен съм, че през следващите години ще намерим много нови приложения.

Родителите ми са учени. Татко работи във Физтехника, а мама е математик. Баща ми е завършил Физтех, брат ми е завършил Физтех. В същото време родителите ми вярваха, че можете да направите всичко в живота, но първо трябва да получите добро образование. По тяхно определение добро образование е или физика, или в краен случай математика. Като дете исках да се занимавам с кино. Ходих в детски филмови студия, снимах нещо, дори получих награди. Дълго време не съм учил специално физика, дори активно се карах с родителите си, но в един момент започнах да мисля какво да правя по-нататък. За киното беше необходимо да влезете във VGIK и това изглеждаше почти невъзможно. В момент на слабост родителите ми ме убедиха да опитам да решавам проблеми и това наистина ми хареса. AT Миналата годинаучилище, учих при Виктор Иванович Чивилев от катедрата по обща физика. Той е просто невероятен човек и учител. Сега тренира олимпиадните отбори, преподава много интересно, интуитивно. Виктор Иванович внуши в мен интерес към решаването на задачи и през последната година в училище се подготвих за приемните изпити. Когато влязох във Физико-техническия институт, ми харесваше да решавам задачи, но все още не бях сигурен: моя ли е науката или не? Всички, които искаха да се занимават с наука, отиваха във ФОПФ. Затова реших, че квантите са нещо по-приложно. Така се озовах на FFKE.

Беше интересна история: след втората година ремонтирахме нашия хостел, "двойката", през лятото. Казват, че е построена от немски военнопленници в края на 40-те и началото на 50-те години, оттогава бавно се руши, опитаха се да я подредят, но нищо добро не излезе. Заедно с Фьодор Золотарев и Саша Парбуков се заехме и го ремонтирахме на държавни цени, но в същото време използвахме нови момчета. След това един от "подбудителите" на ремонта Федор Золотарев създава собствена строителна компания. Казват, че по-късно за него са работили много известни физици. Какво си пожелават физиците? Развивай се, намери себе си, не следвай тълпата. Винаги търсете нови решения и не се страхувайте предизвикателни задачи. Тогава всичко ще е наред.

В рамките на Международната конференция по квантови технологии ICQT-2017, която се провежда под егидата на RCC в Москва, професорът от Харвардския университет, съосновател на Руския квантов център (RQC) Михаил Лукин обяви, че група руски и американски учени, работещи в Харвард под негово ръководство, създадоха и тестваха първия в света квантов компютър, състоящ се от 51 кубита - най-сложната изчислителна система, съществуваща днес.

Квантовите компютри - специални изчислителни устройства, чиято мощност нараства експоненциално поради използването на законите на квантовата механика в тяхната работа, се състоят от кубити - клетки с памет и в същото време примитивни изчислителни модули, които съхраняват диапазон от стойности между нула и едно.

Такива устройства се разработват по класически или адиабатен метод. Поддръжниците на първия се опитват да създадат универсален квантов компютър, кубитите в който да се подчиняват на правилата, по които работят конвенционалните цифрови устройства. Работата с него е подобна на това как инженерите и програмистите управляват компютри. Адиабатен компютър е по-лесен за създаване, но той е по-близо до принципите на работа до аналоговите компютри от началото на 20-ти век, а не до традиционните. цифрови устройства.

През 2016 г. няколко екипа от учени и инженери от САЩ, Австралия и редица европейски страни обявиха, че ще създадат такава машина в близко бъдеще. И така, екипът на Джон Мартинис от Google разработи необичайна "хибридна" версия на универсалния квантов компютър, който съчетава елементи от аналоговия и цифровия подход към изчисленията.

Физикът Лукин и колегите му от RCC и Харвард надминаха групата Мартинис, която сега работи върху 22-кубит компютър, използвайки не свръхпроводници, като учените от Google, а екзотични "студени атоми".

По този начин групата на Лукин откри, че набор от атоми, държани в специални лазерни "клетки" и охладени до ултра-ниски температури, могат да се използват като квантови компютърни кубити, които остават стабилни при доста широк диапазон от условия. Това позволи на физиците да създадат най-големия до момента квантов компютър от 51 кубита.

Използвайки набор от подобни кубити, бяха решени няколко физически проблема, които са изключително трудни за моделиране с помощта на "класически" суперкомпютри. Учените успяха да изчислят как се държи голям облакчастици, свързани една с друга, и откриват неизвестни досега ефекти, възникващи вътре в него. Оказа се, че когато възбуждането е затихнало, определени видове трептения могат да останат и да останат в системата за неопределено време, за което учените не са знаели преди.

За тази цел е разработен специален алгоритъм, който позволява да се извършват подобни изчисления в много груба форма на конвенционални компютри. Резултатите бяха като цяло последователни, потвърждавайки, че 51-кубитовата система на учените от Харвард работи на практика.

Екипът от учени възнамерява да продължи експериментите с квантов компютър. Според Лукин, те ще се опитат да пуснат известния квантов алгоритъм на Шор върху него, който позволява хакване на повечето съществуващи системикриптиране, базирано на алгоритъма RSA. Резултатите от квантовия компютър вече са описани в едно от рецензираните научни списания.

МОСКВА, 14 юли- РИА новини.Руски и американски учени, работещи в Харвард, създадоха и тестваха първия в света квантов компютър, състоящ се от 51 кубита. Устройството досега е най-сложната изчислителна система от този вид, каза професорът от Харвардския университет, съосновател на Руския квантов център (РКЦ) Михаил Лукин.

Физикът съобщи това, докато изнасяше презентация на Международната конференция по квантови технологии ICQT-2017, която се провежда под егидата на RCC в Москва. Това постижение позволи на групата на Лукин да стане лидер в надпреварата за създаване на пълноценен квантов компютър, която неофициално се проведе от няколко години между няколко групи от водещи физици в света.

Квантовите компютри са специални изчислителни устройства, чиято мощност нараства експоненциално поради използването на законите на квантовата механика в тяхната работа. Всички такива устройства се състоят от кубити - клетки с памет и в същото време примитивни изчислителни модули, способни да съхраняват диапазон от стойности между нула и едно.

Днес има два основни подхода за разработване на такива устройства - класически и адиабатен. Поддръжниците на първия от тях се опитват да създадат универсален квантов компютър, кубитите в който да се подчиняват на правилата, по които работят конвенционалните цифрови устройства. Работата с такова изчислително устройство в идеалния случай няма да се различава много от това как инженерите и програмистите управляват конвенционалните компютри. Адиабатен компютър е по-лесен за създаване, но той е по-близо до аналоговите компютри от началото на 20 век, а не до цифровите устройства на нашето време.

Миналата година няколко екипа от учени и инженери от САЩ, Австралия и няколко европейски страни обявиха, че са близо до създаването на такава машина. Лидер в тази неформална надпревара беше отборът на Джон Мартинис от Google, който разработва необичайна "хибридна" версия на универсален квантов компютър, който съчетава елементи от аналоговия и цифровия подход към подобни изчисления.

Лукин и колегите му от RCC и Харвард заобиколиха групата Мартинис, която, както каза Мартинис пред РИА Новости, сега работи върху създаването на 22-кубитов компютър, използващ не свръхпроводници, като учени от Google, а екзотични „студени атоми“.

Както са открили руски и американски учени, набор от атоми, държани в специални лазерни "клетки" и охладени до ултраниски температури, могат да се използват като квантови компютърни кубити, които остават стабилни при доста широк диапазон от условия. Това позволи на физиците да създадат най-големия досега квантов компютър от 51 кубита.

Използвайки набор от подобни кубити, екипът на Лукин вече е решил няколко физически проблема, които са изключително трудни за моделиране с помощта на "класически" суперкомпютри. Например руски и американски учени успяха да изчислят как се държи голям облак от взаимосвързани частици, за да открият неизвестни досега ефекти, които се случват вътре в него. Оказа се, че когато възбуждането е затихнало, определени видове трептения могат да останат и да останат в системата за неопределено време, за което учените не са знаели преди.

За да проверят резултатите от тези изчисления, Лукин и колегите му трябваше да разработят специален алгоритъм, който направи възможно извършването на подобни изчисления в много груба форма на конвенционални компютри. Резултатите бяха като цяло последователни, потвърждавайки, че 51-кубитовата система на учените от Харвард работи на практика.

В близко бъдеще учените възнамеряват да продължат експериментите с квантов компютър. Лукин не изключва, че екипът му ще се опита да изпълни известния квантов алгоритъм на Shor, който ви позволява да разбиете повечето съществуващи системи за криптиране, базирани на алгоритъма RSA. Според Лукин статия с първите резултати от квантов компютър вече е приета за публикуване в едно от рецензираните научни списания.

Руски и американски учени, работещи в Харвард, създадоха и тестваха първия в света 51-кубитов квантов компютър, най-сложната изчислителна система от този вид.

Това заяви професорът от Харвардския университет, съосновател на Руския квантов център (RQC) Михаил Лукин, съобщи РИА Новости.

Физикът говори за това на Международната конференция по квантови технологии ICQT-2017 в Москва.

Това постижение позволи на групата на Лукин да стане лидер в „надпреварата“ за създаване на пълноценен квантов компютър, която неофициално се води от няколко години между няколко групи от водещи световни физици.

Квантовите компютри са специални изчислителни устройства, чиято мощност нараства експоненциално поради използването на законите на квантовата механика в тяхната работа.

Всички такива устройства се състоят от кубити - клетки с памет и в същото време примитивни изчислителни модули, способни да съхраняват диапазон от стойности между нула и едно.

Днес има два основни подхода за разработване на такива устройства - класически и адиабатен.

Поддръжниците на първия от тях се опитват да създадат универсален квантов компютър, кубитите в който да се подчиняват на правилата, по които работят конвенционалните цифрови устройства.

Работата с такова изчислително устройство в идеалния случай няма да се различава много от това как инженерите и програмистите управляват конвенционалните компютри.

Адиабатен компютър е по-лесен за изграждане, но по принцип е по-близо до аналоговите компютри от началото на 20-ти век, отколкото до днешните цифрови устройства.

Миналата година няколко екипа от учени и инженери от САЩ, Австралия и няколко европейски страни обявиха, че са близо до създаването на такава машина.

Лидер в тази неформална надпревара беше екипът на Джон Мартинис от Google, който разработва необичайна "хибридна" версия на универсален квантов компютър, който съчетава елементи от аналоговия и цифровия подход към подобни изчисления.

Лукин и колегите му от RCC и Харвард са заобиколили групата Martinis, която сега работи върху 22-кубитов компютър, използвайки не свръхпроводници, като учени от Google, а екзотични "студени атоми".

Както са открили руски и американски учени, набор от атоми, държани в специални лазерни "клетки" и охладени до ултраниски температури, могат да се използват като квантови компютърни кубити, които остават стабилни при доста широк диапазон от условия. Това позволи на физиците да създадат най-големия досега квантов компютър от 51 кубита.

Използвайки набор от подобни кубити, екипът на Лукин вече е решил няколко физически проблема, които са изключително трудни за моделиране с помощта на "класически" суперкомпютри.

Например руски и американски учени успяха да изчислят как се държи голям облак от взаимосвързани частици, за да открият неизвестни досега ефекти, които се случват вътре в него. Оказа се, че когато възбуждането е затихнало, определени видове трептения могат да останат и да останат в системата за неопределено време, за което учените не са знаели преди.

За да проверят резултатите от тези изчисления, Лукин и колегите му трябваше да разработят специален алгоритъм, който направи възможно извършването на подобни изчисления в много груба форма на конвенционални компютри. Резултатите бяха като цяло последователни, потвърждавайки, че 51-кубитовата система на учените от Харвард работи на практика.

В близко бъдеще учените възнамеряват да продължат експериментите с квантов компютър. Лукин не изключва, че екипът му ще се опита да изпълни известния квантов алгоритъм на Shor, който ви позволява да разбиете повечето съществуващи системи за криптиране, базирани на алгоритъма RSA.

Според Лукин статия с първите резултати от квантов компютър вече е приета за публикуване в едно от рецензираните научни списания.

Разходите по проекта „Русское поле“ са частично покрити със средства, предоставени от фондация „Русский мир“.