Коротко о физике

Доброе утро!
Закон Мура гласит, что количество транзисторов на интегральных схемах компьютеров (проще говоря мощность) удваивается каждые 2 года. Это было верно последние 50 лет, однако сейчас, когда размеры транзисторов приблизились к размерам атомов, наращивать мощность так быстро уже не получится. Поэтому необходимы новые вычислительные устройства — например, квантовые компьютеры.

Квантовые компьютеры на сегодняшний день не имеют ограничения на количество кубитов, более того, рост их мощности тоже поддаётся закону, похожему на закон Мура. Предложенный IBM термин «Квантовый объём» является эквивалентом количества транзисторов на чипе для квантовых компьютеров.

Интересно сравнить график, который представил Гордон Мур в 1965 году, когда пытался предсказать мощность классических компьютеров (к слову говоря, успешно), и график, который представил IBM в 2019 году для своих квантовых процессоров, предсказывая их будущее развитие. Я бы сказал, что мы сейчас находимся в 60-ых годах прошлого века для квантовых компьютеров, у которых впереди ещё много интересного.

Министерство обороны США (DARPA) выделило грант для канадской компании Xanadu на изучение алгоритмов квантового машинного обучения. Xanadu уже разработала платформу PennyLane, чтобы на ней объединить гугловский TensorFlow и фейсбуковский PyTorch (библиотеки для искусственного интеллекта) с собственным оптическим квантовым компьютером и компьютерами IBM, Rigetti и Microsoft.

Цель этой программы заключается в том, чтобы в течение 12 месяцев исследователи изучали как далеко может зайти квантовое машинное обучение на современных квантовых машинах.

Многие задачи машинного обучения сводятся к простой линейной алгебре, требующей, однако, большой вычислительной мощности. Например, решение системы линейных уравнений, то, что каждый наверняка делал в школе, помогает в задачах предсказания. Проблема в том, что если уравнений в системе очень много, то классический компьютер не справляется и, зачастую, используются приближенные методы. Квантовый алгоритм Ллойда, разработанный в 2009 году учёными из MIT, позволяет решать эту задачу экспоненциально (то есть на много) быстрее. Для его применения нужен, может и не универсальный, но очень хороший квантовый компьютер.

Размер гранта не разглашается, но, думаю, не маленький. Так что ждём от Xanadu интересных новостей в ближайший год.

Доброе утро!
Квантовые технологии построены на законах не только квантовой, но и классической физики. Это то, что я люблю в них, — интересные физические задачи из, казалось бы, совершенно разных областей. В этом видео ученый из D-Wave рисует карту современной физики, рассказывая, что уже известно, а что ещё только предстоит узнать.

Amazon включился в квантовую гонку

Недавно Amazon рассказал несколько новостей, которые связаны с новым будущим сервисом Amazon Bracket. На основе Amazon Web Service, компания даст доступ к квантовым компьютерам D-Wave и новому компьютеру Rigetti из 32 кубитов (пока рекорд для компьютеров с открытым доступом), а так же к компьютерам компании IonQ.

Недавно я писал о том, что IonQ уже участвует в сервисах Microsoft, но, кажется, они не планируют оттуда уходить, а собираются предоставлять свои ресурсы и тем и другим. Интересно, что текущий СЕО IonQ ещё год назад был Engineering Director в Amazon Prime, то есть человек не чужой. А вот у D-Wave и Rigetti уже есть свои облачные сервисы, однако, они планируют расширить клиентскую базу с помощью такого гиганта как Amazon.

Ещё одна новость: в Калтехе откроется лаборатория Amazon Quantum Solutions Lab, которая будет изучать приложения современных квантовых технологий. Думаю, Калтех — подходящее место для теоретической лаборатории.

Факт того, что Amazon включается в гонку, должен ускорить прогресс квантовых технологий, ведь ресурсы у Amazon просто запредельные. Будет интересно попользоваться их сервисом.

Google не теряет времени и уже пытается посчитать что-то полезное на своём огромном процессоре, на котором они показали «Квантовое превосходство».

Появился инсайд, что они посчитали самую длинную цепочку атомов водорода, которая когда-либо была посчитана. И вообще они говорят о моделировании рекордно большой химической системы, которую раньше невозможно было рассчитать.

Я уже писал о том, как квантовый компьютер взломает классическую криптографию, но оценки сколько нам ещё предстоит ждать были не самые свежие.

В октябре этого года Global Risk Institute опросил 22 лидера научных групп в академической и корпоративной среде. И вот что получилось.

23 декабря в Москву (на самом деле на Физтех в Долгопрудный) приезжает наш человек, который участвовал в эксперименте по достижению квантового превосходства — Вадим Смелянский.

Вадим прочитает лекцию о своей работе в Google, и о том, как им удалось построить такой большой квантовый процессор с таким низким уровнем ошибок. Советую сходить! Когда ещё послушаешь квантового физика из Google?

При отсутствии пропуска в МФТИ нужно отправить своё ФИО на почту pokrovskaya@phystech.edu и не забыть взять с собой паспорт на лекцию.

Совсем недавно прошла третья ежегодная конференция Q2B 2019 в Сан-Хосе, Калифорния. В этом году конференция собрала около 540 участников, представляющих различные квантовые аппаратные/программные технологические компании, университеты, правительственные учреждения и венчурные компании. Это число вдвое превышает посещаемость первой конференции Q2B в 2017 году.

Один из самых интересных докладов был, конечно же, от Google. Джон Мартиниc, глава квантовой группы Google, представил ранее опубликованные результаты эксперимента по квантовому превосходству и упомянул, что они уже изготовили улучшенную версию чипа Sycamore и в настоящее время тестируют его. Хоть он и не раскрыл полные характеристики чипа, но сказал, что количество кубитов было увеличено с 53 до 57. Кроме того, это новое устройство должно иметь еще более высокую производительность из-за улучшенной точности считывания конечного состояния.

Я сам занимался этим вопросом около года назад и могу сказать, что считыватель у Google был далеко не самый лучший. Это исправление должно сильно помочь компании в создании ещё более мощного процессора.

На конференции было много чего интересного, но об этом я расскажу чуть позже.

Всех с наступающими праздниками!

С Новым годом, друзья!

За этот год произошло много всего интересного, в том числе и в квантовых технологиях. Квантовое превосходство, рекордно большой квантовый компьютер, куча конференций, школ, десятки новых стартапов и компаний. И в уходящий год хочется поделиться с вами последней новостью, которая, на мой взгляд, является, может быть, не самым хайповым событием, но чуть ли не самым важным, что случилось в 2019-ом.

Intel представил CMOS технологию Horse Ridge, которую можно использовать для управления сверхпроводящими кубитами. Главная особенность этой разработки в том, что для управления процессора из 50,000 кубитов достаточно всего 3 провода. Сейчас на КАЖДЫЙ кубит необходимо 2-3 линии: к примеру, в процессоре Google один кубит не работал из-за того, что был сломал провод, который управлял им.

Контроль большого процессора — это одна из самых острых проблем современных сверхпроводящих квантовых компьютеров, и Horse Ridge, в котором используется технология Intel 28 нм, крайне необходимая вещь. Надеюсь, в новом году, ее испытают на реальном компьютере.


https://newsroom.intel.com/news/intel-introduces-horse-ridge-enable-commercially-viable-quantum-computers/

Новости из 2019-ого.

В декабре IBM представил постквантовую криптографическую систему IronBridge на базе фотоники. Постквантовость заключаются в том, что, даже имея универсальный квантовый компьютер, вы не сможете взломать эту систему, ведь она сама построена на квантовой физике. Такую криптографию необходимо делать и внедрять уже сейчас, если через 10 лет квантовый компьютер будет в силах взломать RSA.

IronBridge хорош тем, что уже интегрирован с IBM Cloud и требует минимальных усилий для внедрения в бизнес.

Франция выделила 1.4 миллиарда евро на программу по развитию квантовых технологий. США, Китай, Канада, Нидерланды, Великобритания, Австралия, Россия и многие другие страны уже создали подобные государственные программы, и Франция, по понятным причинам, не хочет отставать.

В их планы входит создание 20 новых научных групп, более 50 стартапов, 3 больших центра-инкубатора до 2024 года.

​​Американский стартап с русско-украинскими корнями разработал нейросеть, которая отслеживает зарождение новых трендов на ранних этапах.

Идея о небелковых авторах новостей не нова. Многие из вас наверняка уже читали тексты сгенерированные нейросетями.

И сейчас я вам хочу рассказать про Signum.ai. Их система ИИ в режиме реального времени анализирует более 300 тысяч площадок (форумы, блоги, аккаунты в соцсетях) и отслеживает зарождение новых трендов на ранних этапах.

По своей сути Signum.ai — это аналитические дайджесты, которые очень напоминают рассылку Business Insider Intelligence. Тут ML технологии сосредоточены не на красоте повествования, а на ценности содержимого.

Советую вам посмотреть на Signum.ai и поддержать отечественного производителя своим любопытством.

Доброе утро!
Появилась запись лекции Вадима Смелянского из группы Google о достижении квантового превосходства, которую он прочитал в конце декабря в МФТИ. Лекция получилась довольно специфическая, в том плане, что Вадим рассказал очень подробно о нескольких важных и интересных вещах. Для более полной картины, возможно, будет полезно посмотреть лекцию Джона Мартиниса, главы группы Google, которую он давал в Caltech — лекция прошла на английском языке.

Quantum Computing Inc. запустили первый программный продукт.

Компания Quantum Computing Inc., в управлении которой работают люди из DWave, разработала Quantum Asset Allocator — систему для оптимизации финансовых портфелей компаний или физических лиц. CEO говорит о так называемых “quantum-inspired” технологиях, то есть вполне возможно, что это новые классические алгоритмы, созданные по образу и подобию квантовых. Такое случалось уже не один раз, и новые классические алгоритмы действительно были лучше всех своих предшественников.

Компания утверждает, что они уже испытали систему, получили впечатляющие результаты и ждут первых клиентов. Нам остаётся только ждать вердикта этих первых клиентов — тогда мы сможем судить о плодах работы Quantum Computing Inc.

К слову о «quantum-inspired» технологиях: исследователи из Toshiba объявили о создании алгоритма, который способ решать оптимизационные задачи намного быстрее других существующих методов. Они утверждают что их подход отлично масштабируется и может быть запущен на кластерах или FPGA — это делает алгоритм серьёзным конкурентом для квантовых компьютеров.

Интересно, что подход Toshiba очень похож на квантовые алгоритмы и использует те же методы оптимизации, но на классическом hardware. Так что, пока одни пытаются сделать универсальный квантовый компьютер в лабораториях, думают как исправить ошибки в 0.1% и сделать их порядка 0.00000001%, другие думают о классических эффективных алгоритмах и перенимают квантовый подход к решению задач.

"Quantum computing has a long way to go"

Компания 1QBit представила своего рода маленький отчёт всей индустрии квантовых технологий, а также рассказал о планах на 2020 год. На это стоит взглянуть.

Всегда считал N+1 классным проектом, поэтому было вдвойне приятно что-то для них написать.