Исследователи Nvidia заявляют о значительном прогрессе в создании полностью функционального и коммерчески жизнеспособного квантового компьютера, основываясь на моделировании с использованием графических процессоров (GPU).
Несмотря на многолетние усилия в развитии квантовых компьютеров, среди физиков до сих пор нет единого мнения о том, какой путь наиболее эффективен для их создания.
Квантовая физика и компьютеры
Квантовые компьютеры работают иначе, чем классические. Обычные компьютеры используют бинарные переключатели для выполнения вычислений, в то время как квантовые компьютеры используют кубиты, что позволяет выполнять гораздо более сложные вычисления.
Существует несколько подходов к созданию квантовых компьютеров, каждый из которых требует дорогостоящей инфраструктуры, передовых инженерных решений и новаторских исследований в области теоретической математики и физики.
На сегодняшний день наиболее распространены два подхода: квантовое логическое управление (quantum gating) и квантовый отжиг (quantum annealing). Эти подходы сильно различаются и имеют свои уникальные возможности.
Nvidia сосредоточена на разработке системы квантового отжига. Богатый опыт компании в области GPU для игр и искусственного интеллекта предоставляет ей уникальные возможности для исследований квантовых вычислений с помощью суперкомпьютерного моделирования.
Суперкомпьютеры против суперкластеров
Согласно недавно опубликованному исследованию, команда Nvidia использовала сотни тысяч GPU в нескольких отдельных кластерах для моделирования поведения системы квантового отжига.
Обычно такие симуляции выполняются на суперкомпьютерах с кластерной архитектурой на базе CPU. Однако GPU от Nvidia предоставляют мощную альтернативу.
Исследование Nvidia описывает, как команда использовала эти симуляции для решения проблемы в системах отжига, когда магнитные частицы в квантовом компьютере внезапно изменяют свое поведение. Через моделирование команда предложила решение, включающее манипуляцию магнитными полями. Это может приблизить создание полноценного квантового отжига к рынку.
Будущие применения
Системы квантового отжига разрабатываются для решения конкретных задач. В отличие от универсальных квантовых компьютеров, они предназначены для решения проблем в области оптимизации. Сферы, которые могут извлечь наибольшую пользу из квантового отжига, включают квантовую сенсорику, транспорт, логистику, энергетику, финансы и блокчейн.
В финансовой сфере, например, квантовые вычислительные системы могут значительно повысить точность прогнозирования и управления портфелем.
Недавние исследования и достижения Nvidia подчеркивают потенциал квантовых вычислений и приближают нас к новому этапу в развитии вычислительных технологий.
