Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

09.06.2018
16:21

Коронный разряд поможет собрать чистую воду из градирен

09.06.2018
15:55

На Марсе нашли признаки существования жизни

09.06.2018
15:52

Доказана неизбежность глобальной катастрофы

09.06.2018
15:42

Обнаружены загадочные объекты вблизи ядра Млечного Пути

09.06.2018
15:19

Объяснен странный феномен на Луне

09.06.2018
14:00

Йeллoуcтoунcкий cупepвулкaн пpoявляeт нeoбычную aктивнocть, кoтopaя oзaдaчилa учeныx

08.06.2018
21:28

Физики из США извлекли стакан воды из сухого воздуха пустыни

08.06.2018
21:05

Диск Млечного Пути больше, чем мы думали

08.06.2018
20:36

Физики «поймали» очередной бозон Хиггса во время его взаимодействия с массивной частицей

08.06.2018
20:30

Астрономы нашли систему с тремя землеподобными планетами

08.06.2018
20:27

Потерянные фотоны ускорили вычисления бозонного сэмплера

    Китайские физики увеличили скорость работы бозонного сэмплера — квантового вычислителя, способного находить распределение вероятностей для бозонов в заданной системе, — учитывая процессы с потерями фотонов, которые обычно исключаются из рассмотрения. На несложной установке с семью фотонами ученым удалось добиться почти тридцатикратного увеличения частоты. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Настоящий квантовый компьютер должен быть универсальным, то есть на нем должны работать произвольные алгоритмы — например, алгоритм Шора для разложения чисел на простые множители или алгоритм Гровера для решения задачи перебора. В настоящее время такие компьютеры уже существуют, однако число кубитов, которыми они оперируют, сравнительно мало, и проводимые ими вычисления в принципе можно повторить на классическом суперкомпьютере. Чтобы достичь квантового превосходства — то есть построить квантовый вычислитель, который нельзя смоделировать классическими средствами, — нужно увеличить число одновременно работающих кубитов, научиться отслеживать и оперативно исправлять возникающие в ходе вычислений ошибки, а также корректно считывать их состояния. В настоящее время физики постепенно приближаются к этой границе; подробнее прочитать об их достижениях можно в нашем материале «Сколько ждать квантового превосходства?»

    С другой стороны, квантового превосходства можно достичь с помощью специальных вычислителей, направленных на решение определенного класса задач и не претендующих на реализацию произвольных алгоритмов. Например, по такому пути пошла канадская компания D-wave, выпускающая компьютеры, которые моделируют квантовый отжиг, то есть быстро решают различные задачи оптимизации — например, ищут среди экспериментальных данных распады, указывающие на бозон Хиггса. В некоторых специальных случаях компьютеры компании превосходят классические в сотни миллионов раз.

    Другой пример специальных вычислителей — это бозонные сэмплеры (boson sampling), с помощью которых можно быстро строить распределения вероятностей для системы бозонов. В таких устройствах запутанные фотоны направляются в специальную оптическую сеть, интерферируют в ней и образуют на выходе некоторое распределение (сколько фотонов попало в каждый из каналов), которое определяется устройством сети. Собственно, основная задача сэмплера — определить вид этого распределения; подбирая параметры установки и настраивая сеть, можно моделировать конкретные системы, например, вычислять колебательные спектры молекул. Теоретические расчеты показывают, что бозонные сэмплеры, оперирующие достаточно большим числом фотонов (порядка ста), нельзя смоделировать на классическом компьютере.

    К сожалению, из-за несовершенства экспериментальных установок в бозонных сэмплерах постоянно происходят утечки фотонов, которые снижают скорость их работы и мешают достичь квантового превосходства. Как правило, экспериментаторы просто выбрасывают из рассмотрения такие процессы. Тем не менее, в 2016 году физики-теоретики Скотт Ааронсон (Scott Aaronson) и Даниэль Брод (Daniel Brod) показали, что вычисления с фиксированным числом потерянных фотонов так же сложно смоделировать на классическом компьютере, как и процессы без потерь. При этом на одних и тех же сетях процессы генерируют одинаковое распределение. Это значит, что скорость работы бозонных сэмплеров можно повысить, если разделить процессы с фиксированным числом потерянных фотонов и рассмотреть их вклады по отдельности.

    Группа ученых под руководством Цзянь Вэй Паня (Jian-Wei Pan) реализовала такую схему на практике и показала, что с ее помощью действительно можно увеличить скорость вычислений. Построенная физиками установка позволяла получать до семи запутанных фотонов, которые генерировались с помощью полупроводниковой квантовой точки, возбуждаемой лазером. После получения фотоны направлялись в оптическую сеть 16×16 (16 входов, 16 выходов), эквивалентную системе из 113 разделителей и 14 зеркал, а затем считывались с помощью 16 однофотонных детекторов. Хотя потерями в сети можно было пренебречь (они составляли менее 1,5 процентов), примерно каждый четвертый фотон терялся при генерации (эффективность около 82 процентов) и каждый второй — при детектировании (эффективность около 53 процентов). Это позволяло ученым регулировать число фотонов, которые «впрыскивались» в сеть и терялись при детектировании.

    Для начала физики выделили из данных события, в которых в сеть поступало три, четыре или пять фотонов, а затем один из них терялся при детектировании. Всего ученые зарегистрировали примерно 400 тысяч трехфотонных, 200 тысяч четырехфотонных и 34 тысячи пятифотонных событий. При этом распределение вероятностей, полученное в такой «урезанной» схеме, совпало с ожидаемым на 99,4, 98,9 и 96,0 процентов соответственно. Затем ученые рассмотрели процессы с потерей двух и более фотонов, в которых изначально в сеть поступало различное число частиц, и получили аналогичные результаты.

    В то же время, ученые подтвердили, что скорость набора статистики в процессах с потерями значительно выше скорости в процессах без потерь. Так, например, на построенной установке скорость счета для трехфотонных процессов без потерь составляла примерно 20 килогерц, тогда как скорости счета для процессов, в которых три фотона на выходе получалось после потери одного (4−1), двух (5−2), трех (6−3) или четырех (7−4) фотонов, составляла 88, 188, 358 и 673 килогерца соответственно. Это позволяет существенно ускорить вычисления на более сложных установках, оперирующих бо́льшим числом частиц. Например, в классической схеме с 50 фотонами одно событие набирается примерно 11 дней (10−6 герц), в схеме с 52−2 фотонами — за три минуты (0,005 герц). Поэтому авторы статьи считают, что схема с потерями позволит в скором времени добиться квантового превосходства для бозонных сэмплеров.

    Хотя увеличить число кубитов, которыми одновременно управляет универсальный квантовый компьютер, довольно сложно из-за малого времени декогеренции, физики постепенно улучшают этот показатель — так, всего несколько лет назад квантовые компьютеры содержали в себе не более пяти кубитов, а сейчас их число доходит до нескольких десятков. Например, группа физиков под руководством Михаила Лукина построила в июле прошлого года 51-кубитный квантовый компьютер, работающий с ультрахолодным облаком атомов рубидия, исследователи из IBM сообщают о 50-кубитном, а инженеры из Google — о 72-кубитном сверхпроводниковом квантовом компьютере. Некоторые ученые считают, что эти вычислители уже могут обеспечить квантовое превосходство, поскольку с помощью классического суперкомпьютера на данный момент удалось просчитать только устройство с 46 кубитами, однако в действительности все немного сложнее.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/06/08/faster-sampling

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

08.06.2018
19:47

Органика на Марсе оказалась старше 3 миллиардов лет

08.06.2018
14:39

«Юнона» составила карту гроз на Юпитере

08.06.2018
14:29

Темная материя замедлила гравитационные волны. Но заметить это замедление не получится

08.06.2018
13:12

Что находится за пределами Вселенной?

08.06.2018
12:43

Ученые проследят за частицей, которая находится в двух местах одновременно

08.06.2018
12:39

Ради эксперимента ученые наблюдали за часами 14 лет. Вот что они выяснили

08.06.2018
10:58

Прием заявок на литературную премию «НОС» продлиться до 31 июля!

07.06.2018
21:04

Алюминий и медь рассказали геологам об изменениях земной орбиты

07.06.2018
20:49

Что такое метеориты?

<< 191|192|193|194|195|196|197|198|199|200 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList