ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
$
10
За просмотр новости вы заработаете
10 баллов

Участвуй в работе сайта и зарабатывай!
Узнать подробности и свой рейтинг

Квантовый процессор D Wave в 100 миллионов раз быстрее обычного

Компании D‑Wave касательно её квантовых устройств

Квантовый процессор D Wave
Квантовый процессор D Wave

 D‑Wave выпустила пресс-релиз, заявив журналистам, что компания достигла успеха в своей работе. Это заявление кажется слишком громким. Но раз D‑Wave объявила о победе, то, возможно, теперь самое время переосмыслить свою скептическую позицию. Чего именно достигла компания, и достаточно ли этого для победы? И как бы то ни было, чем компания намерена заняться далее?

Конечно, лучший способ оценить достижения D‑Wave это не пресс релизы компании и не характеристики и параметры, написанные на упаковке процессоров, — к этому всему стоит относиться с огромным подозрением.

Дело в том, что первому кубиту было бы необходимо рывком изменить своё состояние (за счёт повышения энергии), за ним последовали бы остальные один за другим, каждый тоже повышая свою энергию. В случае, когда нескольким соседствующим кубитам необходимо изменить свои состояния для достижения более низких энергий, без квантового туннелирования процесс достижения нового состояния всей системы может затянуться почти на целую вечность. Но в то же время, с применением туннелирования всё может пройти очень быстро.

Традиционный подход - это «разумный физической наукой, нулевой инженерией». Он заключается в том, что на любом этапе процесса, занятые в эксперименте учёные, могут с уверенностью сказать, что биты на самом деле имеют квантовую природу, то есть являются кубитами. Исследователи измеряют время когерентности, проверяют сцепленность между кубитами и производят простые проверочные вычисления, чтобы показать, что всё работает, как и положено.

Приведём простой (и выдуманный) пример: трудоёмкость задачи подсчёта количества яиц в одной корзине на квантовом компьютере возрастает линейно вместе с количеством яиц; на классическом компьютере — экспоненциально. В случае с количеством яиц равным нулю оба компьютера выполняют вычисления одинаково. В случае с одним яйцом квантовый компьютер производит вычисления в два раза быстрее. В случае с десятью — квантовый компьютер уже в 2 000 раз быстрее. Таким образом, вычислительная задача с 10‑ю яйцами позволяет получить надёжное подтверждение.

Тем не менее данный результат доказал эффективность и целесообразность подхода компании D‑Wave. Полученные показатели масштабируемости скорее говорят о квантовой природе компьютера, чем о классической. К сожалению, до сих пор во всех случаях, продемонстрированных компанией, можно найти такую реализацию классической ЭВМ, которая превзойдёт процессор D‑Wave.

Однако в конце 2014 г. компании Google и D‑Wave, НАСА и учёные Университета штата Мичиган установили, что в процессоре D-Wave на самом деле происходит туннелирование.

Для демонстрации туннелирования между сильно связанными группами, исследователи использовали всего две группы. Искомый абсолютный энергетический минимум сопровождается тем, что все спины обеих групп будут однонаправлены (например, 16 логических единиц или 16 нулей, в зависимости от того, как вы определяете нуль и единицу). Вторым возможным результатом вычислений является локальный минимум, когда одна группа спинов направлена вверх, а другая — вниз.

Классическому вычислителю, выполняющему нормализацию, очень сложно выйти из состояния локального минимума, так как выпрыгнуть должны все восемь битов, при том, что первые семь прыжков повышают энергию группы. Статистически это крайне маловероятно. Но если присутствует туннелирование, то все восемь битов могут выбраться одновременно, пройдя сквозь энергетически высокий барьер, вместо того чтобы перепрыгивать его.

В сущности, при высокой температуре классический процесс нормализации может выйти из состояния локального минимума, так как тепловой энергии достаточно, чтобы перебросить биты через барьер. А при низкой температуре энергии недостаточно, поэтому биты падают обратно в локальный минимум. Подобным же образом при высокой температуре туннелирование будет нарушено шумом, поэтому оно здесь не помощник. При низкой температуре туннелирование позволит вычислителю, выполняющему нормализацию, избежать неверного решения.

Это именно то, что отметили учёные. Позднее более тщательные проверки только подтвердили данные наблюдения. Чтобы обобщить достижение, скажем, что подтверждено использование туннелирования в тесно связанных регионах в процессоре D‑Wave. И это здорово, но до сих пор нет доказательств туннелирования между слабо связанными регионами.

Для этой вычислительной задачи в ходе исследования делается два важных вывода. Во‑первых, процессор D‑Wave намного быстрее двух классических алгоритмов, которые использовались для сравнения. Во‑вторых, получаемая производительность выше в 10⁸ раз — весьма впечатляющий результат.

Но… здесь есть пару «но». Во‑первых, масштабируемость нисколько не выше, чем у лучшего из алгоритмов (квантовый метод Монте‑Карло). Поэтому выигрыш в производительности остаётся постоянным, и нет даже намёка на лучшую масштабируемость. Во‑вторых, процессор D‑Wave может быть даже быстрее при выполнении меньших задач, так как физический процесс нормализации имеет настраиваемое минимальное время (устанавливается в управляющей программе), которое вполне может быть продолжительнее реально необходимого.

Есть ещё одно дополнение к результатам исследования. Основная подпрограмма, выполняющая имитацию нормализации, может быть подстроена под конкретную задачу, если вам известны её тонкости. Например, можно сперва провести поиск для кластеров сильно связанных кубитов, которые слабо связаны с соседними кластерами. Затем эти кластеры заменяются единичными псевдобитами. В таком случае автоматически обходятся локальный минимум кластера при условии неправильной ориентации.

Учитывая пессимистично настроен по поводу D‑Wave ещё в 2007 г., я вынужден признать, компания продвинулась намного дальше, чем кто-либо в здравом уме ожидал от них. D‑Wave нашла изящные инженерные решения, и я на самом деле надеюсь, что им удастся воплотить ещё более смелые задумки касательно новой архитектуры. Суммируя всё это, может статься, что они в конце концов реализуют некоторые из своих ранних ошеломляющих заявлений.

Хочешь рассказать друзьям?

Просто нажми на кнопки соцсетей внизу!

Источник

 

 

Комментарии (5)

поживем увидим

интересно

абалдеть

И где купить?

Как бы его в смартфон засунуть.

Добавить комментарий

Filtered HTML

  • Разрешённые HTML-теги: <em> <strong> <cite> <blockquote> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <br />
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
  • Search Engines will index and follow ONLY links to allowed domains.

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки. Ссылки на сторонние не рекламные источники необходимо вставлять в виде http://orskportal.ru/outlink/адрес...
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
4 + 11 =
Введите ответ в пустое поле. Например для 1+3 введите 4.