Первый облачный квантовый компьютер c с открытым доступом!

10 дней назад
63 в технологии

(Время чтения 10 минут)

Открыт публичный мировой доступ к прототипу квантового компьютера японской NTT.
Фотонная технология обеспечивает системе суперкомпьютерную производительность без использования кубитов и сверхнизких температур.

Японская компания Nippon Telegraph and Telephone Company (NTT) запустила в эксплуатацию прототип квантовой вычислительной системы. В рамках эксперимента компания объявила о предоставлении публичного доступа к своей квантовой системе через интернет по облачному принципу.

Система квантовых вычислений NTT является проектом с государственным финансированием. Разработка проекта производилась в содружестве с Национальным институтом информатики Японии (National Institute of Informatics), университетом Токио и университетом Осаки.

Для вычислений в квантовом компьютере NTT используется технология оптических вычислений, которая, в отличие от систем с кубитной архитектурой, работает при комнатной температуре, потребляя при этом на порядки меньше энергии.
img_top_about.png

Что такое QNNcloud?

Квантовые нейронные сети (QNN) представляют собой новые вычислительные системы, которые используют оптические параметрические осцилляторы (ОПО) в качестве квантовых нейронов и оптических гомодинных схем измерения-обратной связи в качестве квантовых синапсов.

QNN эффективно ищет решение для различных комбинаторных задач оптимизации, используя коллективное нарушение симметрии на пороге OPO. Пользователи могут испытать, каково это - провести реальные эксперименты с QNN и численное моделирование на основе квантовой теории сетей OPO. Для тех, кто интересуется принципами и квантовыми особенностями QNN, QNNcloud предлагает три инструмента: белый документ, который описывает квантовую теорию, квантовую симуляцию с использованием суперкомпьютера Shoubu в Riken и квантовые вычисления с использованием QNN в NTT. В будущем,

QNNcloud основан на сети из 2000 OPO с программируемыми универсальными соединениями, чтобы пользователи могли решать NP-жесткие проблемы Max-Cut вплоть до размера проблемы N = 2000 на полных графиках без усилий вложения целевого графика в аппаратном обеспечении. Этот размер проблемы намного превышает ограничения существующих квантовых вычислительных систем.

Технические особенности

Особенностью системы NTT является использование так называемых линейных оптических квантовых вычислений (Linear Optical Quantum Computing, LOQC). В отличие от более распространенных для квантовых вычислений технологий кубитов, современные физические реализации которых чрезвычайно сложно удержать от декогерования при комнатных температурах и которые обычно требуют сверхнизких температур для повышения стабильности, технология LOQC использует в качестве носителей данных фотоны.
Квантовые LOQC системы превосходят конкурентов по мощности и экономии энергии
Для работы с фотонами в качестве переносчиков информации используются линейные оптические элементы – такие как разделители лучей, фазовращатели и зеркала. Они обеспечивают обработку и запись квантовой информации с помощью фотонных детекторов и квантовых запоминающих устройств, гарантируя стабильность работы при комнатных температурах.

Еще один плюс технологии LOQC – экономный расход энергии. По словам представителей NTT, прототип их квантовой вычислительной системы потребляет всего лишь порядка 1 кВт энергии при тех же вычислениях, при которых традиционный суперкомпьютер будет потреблять порядка 10 тыс. кВт. При таком расходе энергии суперкомпьютерные технологии могут быть сведены в перспективе к энергопотреблению, сравнимому с современными игровыми настольными ПК, использующими блоки питания до 1,5 кВт.

В настоящее время алгоритмы квантовых вычислений, равно как технологии их создания, фактически находятся на начальной стадии изучения. Несмотря на огромный потенциал таких систем в будущем, нынешние знания о квантовых вычислениях позволяют использовать их лишь с ограниченным рядом задач.
Согласно официальному заявлению NTT, именно это стало причиной публичных и бесплатных испытаний разработанной в компании квантовой вычислительной системы. Создатели надеются, что ее открытое и всестороннее тестирование позволит расширить поиск и определение потенциальных областей ее применения, а также поможет наладить контакты с разработчиками соответствующего программного обеспечения.


Что будет дальше?

Для эксплуатации своей квантовой вычислительной системы разработчики из NTT создали соответствующую облачную систему на базе собственной технологии «квантовой нейронной сети» (Quantum Neural Network, QNN) , которая, по данным компании, была признана готовой к эксплуатации и публичному запуску после продолжительного тестирования ее стабильной работы при комнатной температуре.

По данным NTT, реализация коммерческой квантовой вычислительной системы на базе прототипа QNN запланирована на март 2020 г. Система будет задействована японскими властями для оптимизации управления дорожным движением в городских районах страны со сложным трафиком, а также для оптимального подключения десятков тысяч смартфонов к различным базовым станциям в перенаселенных городских агломерациях.

Согласно данным агентства Nikkei, Япония заложила в бюджет 2018 г. расходы на квантовые вычисления в размере порядка 30 млрд иен ($267 млн). Для сравнения: госпрограммы США выделяют на исследования и разработку квантовых вычислительных систем порядка $200 млн ежегодно, в то время как Китай заложил расходы на создание национального центра квантовых вычислений сумму порядка $10 млрд.


img_top_vision.png

Цели QNNcloud

Проблемы, связанные с комбинаторной и непрерывной оптимизацией, являются повсеместными в нашей современной жизни. Классические примеры включают оптимизацию соединения свинца в развитии медицины, частотную полосу и / или оптимизацию мощности передачи в беспроводной связи, разреженное кодирование для сжатого зондирования, выборку Больцмана в машинном обучении, оптимизацию портфеля в Fin Tech и многие другие. Большинство из этих проблем относятся к недетерминированным многочленам (NP), NP-complete и NP-hard классам в теории сложности и требуют экспоненциальных ресурсов по мере увеличения размера проблемы.
QNN использует квантово-параллельный поиск на уровне ниже порога OPO, нарушение коллективной симметрии на пороге OPO и экспоненциальное усиление вероятности состояния решения выше порога OPO для решения этого ограничения.


img_top_simulator_comingsoon.png

QNN Simulator

Динамику QNN можно теоретически предсказать с помощью квантового главного уравнения с учетом уменьшения волнового пакета, вызванного измерениями. Эта теоретическая модель реализована на суперкомпьютере Shoubu в Riken. Массивное параллельное моделирование позволяет воспроизводить квантовую динамику QNN за достаточно короткое время.

qnncloud.com

Авторы получают вознаграждение, когда пользователи голосуют за их посты.
Голосующие читатели также получают вознаграждение за свой голос.
Порядок сортировки:  Популярное
69
  ·  9 дней назад

Ваш пост поддержали следующие Инвесторы Сообщества "Добрый кит":
chiliec, vik, arsar, boltyn, vika-teplo, oagalakova, sterh, mr-nikola, brainmechanic, sinilga, lazyphotoshooter
Поэтому я тоже проголосовал за него!


dobryj.kit теперь стал Делегатом! Ваш голос важен для всего сообщества!!!
Поддержите нас: