html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Квантовые компьютеры D-Wave откроют новые способы анализа данных

Автор: Андрей Васильков  11 марта 2014

Квантовые компьютеры считаются перспективным инструментом, способным решать многие ресурсоёмкие задачи гораздо эффективнее классических вычислительных систем. Самыми известными сегодня остаются устройства канадской компании D-Wave, хотя сама квантовая природа этих компьютеров долгое время вызывала сомнения. Причинами тому были скудность описания принципов работы, малое число независимых испытаний и научных публикаций. После ряда успешных сделок руководство компании решило приоткрыть завесу тайны. В последнем выпуске Nature Physics представлены результаты тестирования модели D-Wave One.

Эта система была продемонстрирована в 2011 году, став третьей разработкой компании. Она относится к наиболее простому (и надёжному) типу квантовых компьютеров — адиабатическому сверхпроводящему. Такие системы могут решать только один тип математических заданий (в данном случае — выполнять дискретную оптимизацию). Искомый результат определяется в результате изменения энергетического состояния всех кубитов.

На физическом уровне кубиты в D-Wave One представлены джозефсоновскими переходам — разрывами электрической цепи из нескольких атомов диэлектрика. Объединяясь попарно, эти переходы формируют SQUID, или квантовый интерферометр. Сверхпроводящий ток способен преодолевать участки микроразрывов за счёт эффекта туннелирования электронов. Они образуют куперовские пары и приобретают дополнительную энергию. После прохождения электронами джозефсоновского перехода эта энергия выделяется в виде электромагнитного излучения, частота которого зависит от величины падения напряжения.

Джозефсоновский переход (изображение: geekexchange.com).

Джозефсоновский переход (изображение: geekexchange.com).

Измерение частоты ЭМИ лежит в основе квантовых вычислений D-Wave. Для обеспечения требуемой точности блок с набором кубитов охлаждают почти до температуры абсолютного нуля и дополнительно экранируют от внешних электромагнитных воздействий.

Известно, что Lockheed Martin и Google уже купили первые модели машины D-Wave и выразили заинтересованность в приобретении устройств следующих поколений. Косвенно это подтверждает эффективность подхода D-Wave, однако в научном мире приняты другие критерии достоверности.

Опубликованное в Nature Physics исследование было выполнено международной группой специалистов, в которую вошли представители университетов Лос-Анджелеса и Санта-Барбары, отдела квантовых вычислений и архитектур Microsoft, а также института теоретической физики Швейцарии.

Из ста двадцати восьми кубитов D-Wave One непосредственно в решении задач были задействованы сто восемь. Зная декларируемые особенности архитектуры, исследователи провели серию вычислений, попытались установить зависимость между сложностью задачи и временем её выполнения и пришли к следующему выводу: «Изучив корреляции, мы убедились, что производительность устройства не соответствует классическим алгоритмам нормализации. Напротив, мы обнаружили хорошую корреляцию с моделями квантовой нормализации». 


)

Оценка вычислительной мощности устройства пока затруднена из-за специфического способа решения прикладных задач. D-Wave One не столько программируется, сколько перенастраивается каждый раз для выполнения очередного задания. Минимальное «чистое» время решения составило 5 мкс. Сравнивать его с быстродействием классических компьютерах было бы не вполне корректно, зато (исходя из общей архитектуры) можно экстраполировать этот результат на модели с бόльшим числом кубитов.

Как пояснил один из авторов исследования Даниэль Лидар (Daniel A. Lidar), среди целей эксперимента был не только поиск доказательств квантовой природы вычислений D-Wave One. «Наша работа — часть крупномасштабной программы научного сообщества, направленной на изучение потенциала квантовой обработки информации, который, как все мы надеемся, однажды сможет превзойти классические аналоги», — пишет Лидар в пресс-релизе, опубликованном на сайте университета.

Квантовый компьютер D-Wave Two (фото: dwavesys.com)

Квантовый компьютер D-Wave Two (фото: dwavesys.com).

Сегодня системы D-Wave ещё не способны выполнять практические задания более эффективно, чем обычные компьютеры. Это лишь первые физические модели, благодаря которым можно разработать новые методы решения математически сложных задач.

Новое поколение адиабатического квантового компьютера D-Wave представляет собой более серьёзную машину. D-Wave Two использует свыше 500 кубитов. Если бы все они были напрямую связаны между собой, можно было бы ожидать ускорения на сто порядков. В действительности кубиты соединены только с семью непосредственными соседями, поэтому D-Waver Two всего лишь в 300 тысяч раз мощнее, чем D-Wave One.

Консультат D-Wave Systems Катерина Макджош сравнила производительность D-Wave Two с производительностью мощной рабочей станции, построенной из традиционного для ПК «железа». Для этого она использовала пакет CPLEX, предназначенный для решения задач линейного и квадратичного программирования. D-Wave Two победил с большим перевесом: он оказался в 3 600 раз быстрее. Для того чтобы выдать сотню решений, ему хватало половины секунды. Рабочие станции тратили на ту же задачу около получаса.

Такой выигрыш возможен только на довольно ограниченном круге задач. Тем не менее компании и организации, которые с ними сталкиваются, всё внимательнее приглядываются к машинам D-Wave. Не исключено, что они откроют более эффективный метод анализа данных.

Ранее специалисты D-Wave демонстрировали использование адиабатического компьютера для расчёта фолдинга белков. Сотрудники Google обкатывали на нём алгоритмы распознавания визуальных образов и различных паттернов. Другие задачи из области машинного обучения тестировались на D-Wave в лаборатории искусственного интеллекта исследовательского центра NASA. Вариантов использования квантовых компьютеров много, но самое щедрое финансирование пока идёт со стороны военно-промышленного комплекса через компанию Lockheed Martin.

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с computerra.ru

18

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • computerra.ru
          • microsoft
          • искусственный интеллект
          • домен computerra.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции