Домой > Новости > Новости отрасли > Самые холодные компьютеры в ми.....
горячие продукты
New Products
Сертификаты
DFSGS
Связаться с нами
Контактная информация: Отдел продаж: Тел: 0086-755-8329 8635 Факс: 0086-755-8304 2697 ext 8004 Электрон...
Связаться с предприятием

Новости

Самые холодные компьютеры в мире

Представьте, что США находятся под атакой. Вражеский самолет, нагруженный боеголовками, направляется к побережью, погружаясь в радар. Реактивные истребители взорваны, и предпринимаются безумные попытки точно определить цель.

Но лучшая защита страны - это не авианосец или ракетная система. Это ящик из невероятно холодных атомов.

«Используйте квантовый компьютер», - кричит генерал. Атомы внутри компьютера могут решить сложные проблемы и, почти мгновенно, выпустить инструкцию о том, как перенастроить радиолокационный комплекс, чтобы вражеский самолет можно было отслеживать и нацеливать.

ColdQuanta уже работает с подобным сценарием. Недавно он подписал контракт с американским агентством оборонных исследований Darpa на создание квантового компьютера, который может быстро определить, как лучше всего установить радиолокационное оборудование в случае частичного сбоя системы обороны.

Проект основан на возможности собрать достаточно атомов в кубиты - строительные блоки квантового компьютера, которые позволяют ему выполнять вычисления.

Для этого атомы должны быть очень холодными, что делает такие компьютеры самыми холодными в мире.

Квантовые вычисления широко распространены, но технология находится в зачаточном состоянии. Фирмы только начинают создавать системы, которые, по их утверждению, однажды превзойдут традиционные цифровые компьютеры в выполнении определенных полезных задач.

«То, что нас просят сделать в течение следующих 40 месяцев, - это иметь машину с тысячами кубитов для решения реальной проблемы, связанной с обороной, и та, над которой мы работаем, является версией этого радара. проблема покрытия », - объясняет Бо Эвальд, исполнительный директор ColdQuanta, базирующейся в Колорадо.

Приведенный выше пример представляет собой проблему оптимизации, сценарий, для которого могут быть тысячи или миллионы возможных решений. Ключ в том, чтобы выбрать лучший.

Помимо военных приложений, квантовые компьютеры могли бы найти применение в разработке лекарств, инвестиционных стратегиях, взломе шифрования и сложных задачах планирования для большого парка транспортных средств.

Г-н Эвальд говорит, что именно здесь квантовые компьютеры будут иметь свое первоначальное влияние - в поиске оптимальных решений проблем, которые потребуют для решения существующих компьютеров, даже самых быстрых суперкомпьютеров, много часов или дней.

В разработке находятся разные типы квантовых компьютеров, но подход, использующий ультрахолодные нейтральные атомы в качестве кубитов, необычен - он отличается от сверхпроводящих квантовых компьютеров, разрабатываемых крупными фирмами, такими как IBM и Google, или другими проектами, в которых также используются заряженные атомы. известный как ионы, вместо этого.

Сверхпроводящие квантовые компьютеры не используют отдельные атомы в качестве кубитов, и хотя эти системы полагаются на низкие температуры, они не такие низкие, как те, которые необходимы для нейтральных атомов ColdQuanta.

«Люди, занимающиеся сверхпроводимостью, работают на уровне милликельвина… мы опустились до микрокельвина», - с гордостью объясняет он.

Кельвин - это мера температуры. Ноль Кельвина, абсолютный ноль (-273,15C) - самое холодное из всего, что только может быть.

И хотя милликельвин холодный, при 0,001 кельвина атомы микрокельвина в ColdQuanta намного холоднее - примерно 0,000001 кельвина. И то, и другое значительно холоднее, чем где бы то ни было в естественной вселенной.

В случае с ColdQuanta атомы рубидия собраны вместе в вакууме внутри крошечной шестиугольной или прямоугольной стеклянной коробки, шириной около дюйма, глубиной дюйма и высотой два дюйма. Атомы удерживаются в воздухе исключительно лазерами.

Но почему температура так важна? Профессор Эндрю Дейли из Университета Стратклайда говорит, что очень важно иметь возможность манипулировать атомами и удерживать их на месте.

Сияющие лазеры на атомах побуждают их высвобождать энергию и замедляться. Это позволяет удерживать их почти в неподвижном состоянии, и в этом суть дела. Они не холодные в том смысле, в каком мы с вами представляем простуду - скорее, они просто сильно замедлены.

Как только вы соберете своих уток - атомы - в ряд, вы можете расположить их так, как хотите, говорит профессор Дейли. Этот мелкозернистый контроль над атомами означает, что они могут быть помещены в двух- или трехмерные образования, упакованные рядом друг с другом в сердце квантового компьютера. Это важно, потому что с каждым дополнительным атомом возможности компьютера удваиваются.

Прикосновение каждого нейтрального атома еще одним лазером возбуждает их, значительно увеличивая их размер. Эти настройки кодируют информацию или связывают атомы вместе посредством странного явления, называемого запутыванием. Теперь у вас есть набор кубитов, функционирующих вместе как система, которую вы можете настроить для представления математической модели или какой-либо задачи.

Удивительно, но пользователь квантового компьютера теоретически может запрограммировать эту систему для одновременного моделирования огромного количества возможностей. Это не совсем похоже на традиционный компьютер, обрабатывающий множество вычислений параллельно, это более странно и менее предсказуемо, и получить полезный ответ в конце довольно сложно.

«Вам нужно, чтобы квантовое состояние в конце представляло собой ответ на проблему, которую вы пытаетесь решить», - говорит Джонатан Причард, коллега профессора Дейли из Стратклайда. Квантовый компьютер должен в конечном итоге отдавать предпочтение определенному состоянию или одному конкретному ответу на проблему.

Для правильной задачи он может приблизить нас к оптимальному ответу, причем быстрее и эффективнее, чем при использовании традиционного компьютера.

«Мы действительно все еще ждем демонстрации вычислительной задачи, где мы сможем доказать, что эти машины сделали что-то, выходящее за рамки того, что вы можете сделать на классическом компьютере, - для чего-то действительно полезного», - говорит профессор Дейли.

Illustration of atoms

Французская компания Pasqal создает прототип системы, основанной на принципах ColdQuanta.

Система Паскаля предназначена для энергетического гиганта EDF, который, если он сработает, предложит сверхэффективные графики зарядки электромобилей. В частности, цель состоит в том, чтобы свести к минимуму общее время, необходимое для полной зарядки всех транспортных средств, при этом отдавая предпочтение одним более важным автомобилям над другими.

С подобными проблемами можно было бы справиться с помощью традиционного компьютера, признает председатель правления Кристоф Юрчак, но он утверждает, что квантовая система в конечном итоге будет работать значительно быстрее, например, за час, а не за 24 часа.

«Это не кажется таким уж большим, но если вы хотите обновлять свою стратегию каждый час, это большая разница», - говорит он. И при этом он может потреблять в 100 раз меньше электроэнергии, чем суперкомпьютер.

На данный момент все это еще предстоит продемонстрировать на практике. Но есть признаки того, что в ближайшие несколько лет - быстрее, чем некоторые ожидали - мы узнаем, насколько полезна эта порода невероятно холодных компьютеров.