В Университете Калифорнии начинают практическое использование квантового компьютера D-Wave - 1 Ноября 2011

Компания Lockheed Martin сообщила об установке в минувшую пятницу прототипа квантового компьютера D-Wave в Институте информационных технологий при Университете Калифорнии. Сама Lockheed купила эту компанию в мае. В заявлении компании говорится, что технически их система пока далека от совершенства, однако по факту она является первым компьютерным решением для работы с квантовыми битами на практике.

В Университете Калифорнии говорят, что пока не определились с тем, какие именно приложения будут запускать на D-Wave, однако обещают, что результаты работы с квантовым прототипом будут доступными широкой общественности.

Изначально квантовый компьютер был создан канадской компанией D-Wave, которая просила за один реально работающий образец компьютера 10 млн долларов. Однако как тогда, так и сейчас, интрига состоит в том, что канадская компания не сообщала о каких-либо значимых успехах в области квантовых вычислений и если бы у компании действительно была в наличии машина с квантовыми процессорами, то наверняка об этом было бы объявлено на мировом уровне. Сейчас физики и инженеры всех развитых стран работают над квантовыми компьютерами, так как они сулят фантастическую производительность и невероятные возможности по модернизации. 

На сайте компании D-Wave на момент публикации практически не было никаких данных о машине D-Wave One, однако ранее инженеры D-Wave в научном журнале Nature сообщали, что машина в теории предлагает работу со 128 квантовыми битами (кубитами).

Ранее в D-Wave заявляли, что создали технологию, позволяющую управлять несколькими кубитами, однако технология предусматривает наличие так называемых резервных кубитов, то есть на каждые два "рабочих" кубита, нужен один резервный. Последний кубит в данном случае выступает в качестве нелинейного трансформера, регистрирующего положение переключаемого "рабочего" кубита и управляющего им.

По словам ученых, упрощенная схема вычисления на квантовом компьютере выглядит так: берется система кубитов, на которой записывается начальное состояние. Затем состояние системы или ее подсистем изменяется посредством базовых квантовых операций. В конце измеряется значение, и это результат работы компьютера. Оказывается, что для построения любого вычисления достаточно двух базовых операций. Квантовая система дает результат, только с некоторой вероятностью являющийся правильным. Но за счет небольшого увеличения операций в алгоритме можно сколь угодно приблизить вероятность получения правильного результата к единице.

С помощью базовых квантовых операций можно симулировать работу обычных логических элементов, из которых сделаны обычные компьютеры. Поэтому любую задачу, которая решена сейчас, квантовый компьютер решит и почти за такое же время. Следовательно, новая схема вычислений будет не слабее нынешней.

Однако возникает вопрос: чем же квантовый компьютер лучше классического? Большая часть современных ЭВМ работают по такой же схеме: n бит памяти хранят состояние и каждый такт времени изменяются процессором. В квантовом случае, система из n кубитов находится в состоянии, являющимся суперпозицией всех базовых состояний, поэтому изменение системы касается всех 2n базовых состояний одновременно. Теоретически новая схема может работать намного (в экспоненциальное число раз) быстрее классической. Практически, (квантовый) алгоритм Гровера поиска в базе данных показывает квадратичный прирост мощности против классических алгоритмов.

Источник