Dr. K. L. Metlov (dr_klm) wrote,
Dr. K. L. Metlov
dr_klm

Categories:

Natural Quantum Computation

Посмотрел сегодня октябрьский одноименный доклад на Google Workshop on Quantum Biology. Эх...

Я то еще в 90-е говорил, что квантовые компьютеры придумал студент третьего курса, которому уже прочитали квантовую механику, но еще не дочитали статфизику. Ну, сами, они, конечно, говорят, что идею подал Фейнман. Но это просто пиар-ход.

Вначале предлагалось создать квантовый компьютер, основанный на запутывании состояний. Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена поставил квантовую механику и теорию относительности (возводящую непреодолимость светового баръера в ранг закона природы) нос к носу. Нарушение неравенств Белла квантовыми системами, которое, якобы, является твердо установленным экспериментально фактом кладет теорию относительности на лопатки и позволяет помыслить огромное число "запутанных" q-bit, которые производят вычисления над всеми возможными сочетаниями своих состояний одновременно. Посыпались новости (в конце прошлого -- начале позапрошлого века), что, мол, "вот-вот"... уже, ученые из Университета 1, Университета 2 создали компьютер на 3, 4 q-битах, вот специлисты фирмы IBM создали компьютер из одной молекулы в растворе на пяти... казалось пять, шесть, ... десять,.. сто... -- дело техники. Ан нет, 2100 таки значительно больше числа Авогадро. Для таких вычислений нужно уже, чтобы неравенства Белла нарушались не понарошку, а реально, без дураков...

И возникла пауза...

Тишину нарушила компания D-wave, объявлением о создании первого коммерческого квантового компьютера. Сухой язык пресс-релизов, скупые детали... ничего не понятно. Как ? Неужели прорыв ? Да, оказалось прорыв ! Только прорыв гуманитарный. Переименование. Запутанные состояния, оказывается, теперь не нужны. Назовем модель Изинга -- "квантовый компьютер" (тривиальное решение: назвать обычный компьютер квантовым было, видимо, забраковано, поскольку кроме "успеха", который этот ход гарантирует, хотелось еще и денег).

В обстановке строжайшей секретности, фирмой D-wave (при помощи советских специалистов) модель Изинга была воплощена даже не в железе, в ниобии ! ;-) Несколько десятков изинговских спинов, моделируемые джозефсоновскими вихрями, с регулируемыми константами связи. И появились на свет адиабатические "квантовые" вычисления. К предыдущей инкарнации квантовых компьютеров это имеет отношение только постольку, поскольку, если верить квантовой механике -- "все в мире квантовое". Но снова коварная статфизика встала на пути великого открытия. Танцору стала мешать среда, environment тоесть... температура, поля... вот если-б конь был в вакууме...

На фоне радостных реляций последнего десятка лет вроде "вот-вот будет" или "нате вам пока 5 q-bit, а остальное -- дело техники". Доклад звучит очень-очень осторожно. Может быть... какая разница -- квантовые компьютеры или не квантовые... мы решаем одну простую модель... да ответ не гарантируется... ну этот "чип" (какое надругательство над словом "дешево" !) пока можно использовать как генератор случайных чисел... да и не важно что чип делает, главное, что мы умеем делать такие сверхпроводящие чипы. В общем, t o t a l   f a i l. :-)

Теперь о чипе и технологии производства сверхпроводящих чипов, в которой фирма D-wave лидирует (как они заявляют в докладе). Чипы эти в наше время как "Неуловимый Джо" из анекдота. Еще до графена ;-) и квантовых компьютеров был бум по созданию магнитных компьютеров на цилиндрических магнитных доменах (это было сделано, доведено до инженерного уровня, работало и летало в космос), потом сверхпроводимость: гигантские, вложенные во всем мире (и особенно в СССР), деньги. Наиболее технологичными оказались сверхпроводящие функциональные элементы на базе ниобия (по английски niobium technology, читается найобиум технолоджи, что очень точно отражает суть ;-). Вот этот самый найобиум технолоджи и возродили, с помощью советских специалистов, в фирме D-wave.

Да, Неуловимый Джо теперь сидит в Канаде, но кому он нужен ? Вся новейшая история принадлежит дядюшке Муру, от которого никто не ожидал такой прыти. Теперь, по сравнению с 35-нанометровой технологией, ЦМД выглядят как планеты, а сверхпроводящие вихри как слоны. Производительность ограничена даже не подвижностью носителей (превед графену !), а скоростью света. Требованием, чтобы за один такт сигнал, движущийся со скоростью света, распространялся по всему чипу. Современные процессоры очень близки к этому фундаментальному пределу.

Это значит, что либо таки прийдется найти какое-то фундаментально новое взаимодействие, которое выведет нас за границы электромагнитного мира (в котором информация быстрее скорости распространения электромагнитных волн не распространяется). Найти без дураков, не так как с неравенствами Белла. Либо прийдется делать многоядерные (или, точнее, асинхронные) процессоры. ;-)

Такие вот мысли по поводу доклада фирмы D-Wave, мирового лидера в найобиум технолоджи. ;-))

Но нет худа без добра. Это отличный пример "чужих ошибок", на которых еще учиться и учиться.
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 38 comments