Служба новостей IDG, Бостон

Продемонстрирован прото­тип «первого в ми­ре коммерческого квантового компьютера»
В системе D-Wave используются процессоры, изготовленные из алюминия и ниобия, которые при температурах, близких к абсолютному нулю, проявляют свойство сверхпроводимости

Ученые-медики, химики и финансовые аналитики в скором времени смогут решать более сложные уравнения с помощью компьютеров, оснащенных квантовыми процессорами, разработанными в канадской компании D-Wave Systems. Эта компания, созданная в 1999 году, помимо квантовых систем занимается еще и программными приложениями для вычислительных систем данного рода.

На состоявшейся 13 февраля в Музее компьютерной истории в г. Маунтин-Вью (шт. Калифорния) пресс-конференции представители D-Wave продемонстрировали систему, которую аналитики назвали «первым в мире коммерческим, практически действующим квантовым компьютером». Продемонстрированный компьютер способен выполнять одновременно по 64 тыс. вычислительных операций. Компания планирует начать продажи этих компьютеров в 2008 году, предлагая их как дополнение к традиционным цифровым компьютерам, но не как альтернативу.

Без приближений и допущений

Квантовый компьютер может обрабатывать такое количество данных, с которым не справится даже суперкомпьютер. В частности, речь идет о таких задачах, как поведение электронов в молекуле. Сейчас для того, чтобы решить уравнения, описывающие эти процессы, ученые используют приближенное моделирование, но квантовые компьютеры позволят моделировать буквально каждый электрон.

В системе D-Wave используются процессоры, изготовленные из алюминия и ниобия, которые при температурах, близких к абсолютному нулю, проявляют свойство сверхпроводимости. Когда эти металлы охлаждаются до температуры, близкой к абсолютному нулю, в них образуются особые электронные пары, называемые бозонами. Бозоны — это мощные строительные блоки для вычислительных систем, поскольку они образуют квантовые биты («кубиты»), способные одновременно принимать значения и нуля, и единицы, в то время как обычный цифровой бит может иметь только одно значение. Поскольку система из нескольких кубитов находится в состоянии, являющемся суперпозицией состояний каждого из кубитов, с ростом их числа количество обрабатываемых одновременно единиц данных растет экспоненциально.

Даже очень примитивные квантовые компьютеры смогут превзойти суперкомпьютеры в плане моделирования, утверждают в компании. По мере развития технологии можно будет напрямую моделировать системы, содержащие сотни, тысячи и даже миллионы электронов. Это значит, что фундаментальные уравнения природы будут разрешимы для всех физических систем, без каких-либо приближений или допущений.

Кроме того, как ожидают, появление квантовых вычислений отправит «в отставку» все современные алгоритмы шифрования, поскольку квантовый компьютер способен «взломать» любой существующий шифр благодаря невиданному ранее параллелизму операций.

Но несмотря на столь значительный потенциал, по словам директора D-Wave Херба Мартина, квантовые компьютеры всегда должны создаваться как гибриды с традиционными компьютерами.

Ядра против фотонов?

Существуют и другие способы создания квантовых процессоров — такие, как захват атомов с помощью лазеров и использование оптических микросхем с фотонными кристаллами, но в D-Wave утверждают, что их компания первой выпустит свои процессоры, поскольку при их производстве будет использоваться технология, уже применяемая в отрасли полупроводниковых устройств.

Сейчас многие исследователи создают свои собственные, нетрадиционные типы процессорных архитектур. К примеру, в середине февраля в Intel объявили о разработке 80-ядерного процессора, который имеет производительность более 1 TFLOPS и при этом использует электроэнергии меньше, чем современный процессор для настольного ПК.

В декабре корпорация IBM объявила об усовершенствовании механизмов управления фотонами, что приблизило ее к созданию процессора, в котором данные передаются с помощью света, а не электричества. В сентябре Intel объявила, что инженеры корпорации нашли способ интегрировать лазеры на микросхемы, что когда-нибудь позволит переносить данные, передавая свет по кремниевым волокнам, а не электрический ток по медным проводам.

Но если коммерческие решения, базирующиеся на всех этих подходах, появятся только через несколько лет, то компания Clear Speed Technology уже продает процессоры с 96 ядрами, которые выступают в роли ускорителей для суперкомпьютеров, выпускаемых IBM и рядом других производителей.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями