Материалы по тегу: квантовые вычисления

03.09.2020 [18:53], Владимир Мироненко

Анонсирована первая в мире общедоступная фотонная квантовая облачная платформа Xanadu Quantum Cloud

Канадский разработчик фотонных квантовых вычислений Xanadu объявил о выходе первой в мире общедоступной фотонной квантовой облачной платформы Xanadu Quantum Cloud. Разработчики получат доступ к фотонно-квантовым процессорам на основе шлюзов Xanadu в 8-, 12-, а вскоре и в 24-кубитовых системах.

Квантовые компьютеры на основе фотоники имеют ряд преимуществ по сравнению с другими квантовыми платформами. Квантовые процессоры Xanadu работают при комнатной температуре. Их можно легко интегрировать в существующую телекоммуникационную инфраструктуру на основе оптоволокна. Они также обеспечивают масштабируемость и отказоустойчивость, благодаря надёжным, устойчивым к ошибкам физическим кубитам и гибкости в разработке кодов исправления ошибок.

Главное отличие типа кубита Xanadu от других квантовых систем заключается в том, что он основан на сжатых состояниях — особом типе света, генерируемом собственными кремниевыми фотонными устройствами, интегрированными в чип. «Мы считаем, что фотоника предлагает наиболее жизнеспособный подход к универсальным отказоустойчивым квантовым вычислениям с возможностью Xanadu объединять в сеть большое количество квантовых процессоров. Мы рады предоставить эту экосистему, первую в мире как для квантовой, так и для классической фотоники», — заявил Кристиан Видбрук (Christian Weedbrook), основатель и генеральный директор Xanadu.

В настоящее время партнёры и клиенты Xanadu тестируют решения в предварительной версии Xanadu Quantum Cloud. В их числе ведущие академические учреждения, квантовые стартапы и крупные национальные лаборатории, включая Creative Destruction Labs, Scotia Bank, BMO и Национальную лабораторию Ок-Ридж (ORNL). Компания теперь намерена расширить доступ к платформе ряду новых корпоративных клиентов, которые стремятся использовать квантовые вычисления для решения сложных проблем.

Помимо Xanadu Quantum Cloud, разработчики смогут использовать инструменты Xanadu с открытым исходным кодом, доступные на Github. К ним относятся Strawberry Fields, её кроссплатформенная библиотека Python для моделирования и выполнения программ на квантовом фотонном оборудовании, и PennyLane, программная библиотека для квантового машинного обучения, квантовых вычислений и квантовой химии. Для этих платформ предлагается широкий спектр руководств и учебных материалов, которыми смогут воспользоваться специалисты с любым уровнем опыта, чтобы начать разработку и эксперименты с квантовыми приложениями.

Команда Xanadu сейчас занимается разработкой следующего поколения фотонных квантовых компьютеров. «Мы считаем, что сможем примерно удваивать количество кубитов в наших облачных системах каждые шесть месяцев», — заявил Видбрук.

Внедрение квантовых вычислений на предприятиях находится на ранней стадии развития, но доступ к фотонным квантовым вычислениям через облако впервые предоставит разработчикам из разных отраслей и академических кругов возможность изучить потенциальные бизнес-приложения.

В июне 2019 года Xanadu объявила о раунде финансирования серии A в размере $32 млн. На данный момент общий объём инвестиций в Xanadu составляет $45 млн.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1019821
02.09.2020 [16:13], Алексей Степин

Стартап Riverlane разработал универсальную ОС для квантовых компьютеров любого типа

Аппаратное обеспечение очень важно, идёт ли речь о классических вычислительных системах или же использующих квантовые эффекты. Но оно — лишь одна половина уравнения. Вторая, без которого не будет функционировать никакое прикладное ПО — операционная система. И если у обычных компьютеров здесь сложился консенсус, то в области квантовых вычислений молодой стартап Riverlane, пожалуй, стал первым, кто задумался о концепции единой универсальной ОС для подобного рода систем.

В мире квантовых вычислений сейчас наблюдается аналогичная эре ранних ПК ситуация. Нет единой ОС, нет совместимости, нет даже единой технологии аппаратной части: разные разработчики применяют и разные решения, используют кремний, фотонику, сверхпроводимость или ионные кубитные ловушки. Те немногие системы что уже используются для полезных вычислений, к примеру, машины IBM или Google, используют свои внутренние аналоги ОС, полностью скрытые от пользователей и абсолютно лишенные переносимости на иные квантовые платформы.

Молодой стартап Riverlane замахнулся на серьёзную задачу — стать аналогом Microsoft в мире квантовых вычислений. Его команда разработчиков работает над созданием универсальной квантовой ОС под названием Deltaflow.OS. В её основе лежит, в сущности, та же идея что и в классических ОС — вместо прямой работы с «железом» ввести универсальный уровень аппаратной абстракции (HAL), с которым будущим создателям прикладного ПО работать было бы намного легче, нежели при подходе, используемом сейчас.

Слои абстракций в универсальной квантовой ОС Riverlane

Слои абстракций в универсальной квантовой ОС Riverlane

Riverlane не ограничивается теорией — они успешно продемонстрировали прототип Deltaflow.OS, успешно запустив на квантовом компьютере Оксфордского университета задачу вычисления осцилляций Раби (т.н. оптическая нутация). Для квантовых систем такая задача является аналогом «hello world» для классических компьютеров и языков программирования. Результаты декларируются впечатляющие, и Riverlane уверенно утверждает, что их ОС позволит ускорить ряд задач квантовых вычислений на порядки в сравнении с подходом, например, IBM.

Так, задачи вычислительной химии могут работать в 30 раз быстрее на квантовых машинах ближайшего будущего — на системы отдалённого будущего Riverlane пока не замахивается. А когда дело доходит до квантового аналога коррекции ошибок, важнейшего элемента при построении более мощных систем, Deltaflow.OS сможет поднять производительность в 1000 раз.

Результаты тестирования Delfaflow.OS на разных квантовых архитектурах. Выигрыш может составлять 2 ‒ 3 порядка

Результаты тестирования Delfaflow.OS на разных квантовых архитектурах. Выигрыш может составлять 2 ‒ 3 порядка!

Сама система достаточно многослойная и использует как классические ЦП, так и прослойки на базе ПЛИС. Но в отличие от классических прослоек в Windows или Linux, такой подход не замедлит, а ускорит работу ПО, поскольку самая быстрая, квантовая часть системы будет использоваться намного эффективнее. К тому же упростится и сам процесс разработки программного обеспечения. Подробнее об этом написано на сайте Riverlane.

Эмуляция Deltaflow.OS и процесс написания квантового ПО

Эмуляция Deltaflow.OS и пример написания и отладки квантового ПО

Ранее основанный Riverlane консорциум, куда входят как другие квантовые стартапы, вроде Oxford Quantum Circuits, так и крупные игроки, такие, как Hitachi Europe, уже смог получить финансирование в объёме £7.6 миллионов от правительства Великобритании. И судя по показанным результатам, эти деньги не пропали зря. Установить Deltaflow.OS планируется использовать на всех будущих британских квантовых системах, благо её универсальность это позволяет. Правоту подхода Riverlane подтверждает, как минимум, один из разработчиков квантового аппаратного обеспечения, компания Oxford Ionics.

IBM Q

IBM Q

Впрочем, к проблеме доступности квантовых вычислений есть и другой подход, облачный. Например, Amazon представила сервис Bracket, позволяющий разрабатывать и отлаживать программы для платформ D-Wave, IonQ и Rigetti. Кроме того, до массового внедрения всё равно нередко приходиться использоваться симуляторы вроде Atos Quantum Learning Machine.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1019719
14.08.2020 [20:05], Владимир Мироненко

Квантовое облако: AWS объявила о доступности Braket для разработки и отладки квантовых алгоритмов

Amazon Web Services (AWS) объявила о доступности Braket — сервиса, который предоставляет как начинающим, так и опытным разработчикам квантовых вычислений среду для тестирования алгоритмов и инструментов, и апробирования различного квантового оборудования. Сильной стороной сервиса является то, что он позволяет ученым, исследователям и разработчикам приступить к экспериментам с квантовыми платформами D-Wave, IonQ и Rigetti.

Сервис Amazon Braket был анонсирован на конференции AWS Re:Invent в декабре прошлого года. «Облако будет основным способом доступа клиентов к квантовым компьютерам, и позволит сочетать их с высокопроизводительными классическими вычислениями для ресурсоемких исследований», — отметил Билл Васс (Bill Vass), вице-президент AWS по технологиям.

Amazon Braket позволяет быстро приступить к работе, используя знакомые инструменты вроде Jupyter. Есть доступ к предустановленным инструментам разработки, которые можно использовать для создания алгоритмов, визуализации результатов и совместной работы. Имеется и растущая библиотека готовых к использованию, предварительно созданных квантовых алгоритмов. Клиенты смогут запускать, тестировать и устранять баги своих алгоритмов на симуляторах квантовых компьютеров, использующих вычислительные ресурсы Amazon EC2.

«Когда всё будет готово, клиенты могут запустить свой алгоритм на [реальном] квантовом компьютере по своему выбору без необходимости привлекать нескольких поставщиков или использовать одну технологию. Сегодня клиенты Amazon Braket могут выбрать сверхпроводящие устройства для квантового отжига от D-Wave, процессоры захваченных ионах от IonQ или сверхпроводящие квантовые процессоры от Rigetti. Помимо запуска квантовых алгоритмов, клиенты также могут использовать Amazon Braket для запуска гибридных алгоритмов, где совместное использование квантовых и классических вычислительных систем может помочь преодолеть ограничения, присущие современным квантовым технологиям», — добавила компания.

Amazon Braket на данный момент доступен в регионах AWS US East (Северная Вирджиния), US West (Северная Калифорния) и US West (Орегон). Вскоре сервис будет доступен в других облачных регионах.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1018288
11.12.2019 [21:12], Геннадий Детинич

NEC будет продвигать квантовые облака D-Wave Systems

Канадская компания D-Wave Systems, которая стала лидирующим игроком на «рынке которого нет», а мы далеки от принятия такого факта, как существование рынка квантовых компьютеров, подписала соглашение с японской NEC Corporation о совместной разработке и рыночном продвижении гибридных квантово-классических вычислительных систем.

Фактически NEC согласилась продвигать на японском рынке облачные квантовые инструменты D-Wave, да ещё заплатит за это своему новому канадскому партнёру $10 млн.

После внесения заявленной суммы в виде инвестиций, что зависит от определённых условий и не является предметом обсуждения в совместном пресс-релизе, NEC планируют продвигать и продавать квантовую облачную услугу D-Wave Leap. Судя по обнародованным планам, партнёры не планирую разворачивать системы D-Wave для создания локальных облачных услуг в Японии, как, например, было сделано в Европе. За пределами Северной Америки, напомним, первый европейский облачный сервис квантовых вычислений на платформе Leap развёрнут на системе, размещённой в Юлихском исследовательском центре (Forschungszentrum Jülich). Японским клиентам NEC будет перепродавать доступ только к удалённым площадкам D-Wave Systems. 

Почему именно NEC? Как и компания D-Wave, японская NEC создаёт квантовые вычислительные системы на основе так называемого квантового отжига ― это аппаратные и программные решения, оптимизированные для решения задач в рамках определённых математических и физических моделей. К примеру, нахождение минимумов среди огромного множества вариантов, что не под силу классическим фон-неймановским вычислениям.

Это означает, что системы D-Wave не могут считаться универсальными квантовыми компьютерами, хотя принцип выполнения вычислений на них отчасти напоминает работу с классическими кубитами.

«Квантовый» процессор

«Квантовый» процессор D-Wave

Компания NEC около 15 лет занимается разработкой вычислительных алгоритмов на основе квантового отжига и может составить D-Wave достойную пару. Японцы планируют оказывать помощь компаниям в создании приложений для запуска в квантовых облаках D-Wave Systems и делать на этом деньги.

«NEC будет авторизованным реселлером облачного сервиса D-Wave Leap. Предложения включают доступ к текущим аппаратным и программным инновациям D-Wave, включая процессор с низким уровнем шума, Ocean SDK и систему Advantage следующего поколения, когда она появится в середине 2020 года. Стороны планируют совместно разрабатывать, продвигать и продавать новые гибридные решения».

Постоянный URL: http://servernews.ru/999541
03.12.2019 [14:20], Владимир Мироненко

AWS переносит квантовые вычисления в облако

Amazon Web Services (AWS), облачное подразделение компании Amazon, анонсировало три ключевые инициативы в рамках плана по продвижению технологий квантовых вычислений: сервис Amazon Braket, Центр квантовых вычислений AWS и программу AWS Quantum Solutions Lab.

Amazon Braket — новый облачный сервис AWS, который позволит ученым, исследователям и разработчикам работать и проводить эксперименты с квантовыми компьютерами D-Wave, IonQ и Rigetti.

TechCrunch/Ron Miller

TechCrunch/Ron Miller

Центр квантовых вычислений AWS позволит собрать экспертов в этой области из Amazon, Калифорнийского технологического института (Caltech) и других ведущих академических исследовательских институтов для совместной работы по исследованию и разработке новых технологий.

Amazon Quantum Solutions Lab — программа, которая поможет объединить клиентов со специалистами по квантовым вычислениям Amazon и её партнёров для разработки внутренней экспертизы, нацеленной на выявление практического использования квантовых вычислений и ускорение разработки новых квантовых приложений.

Квантовые вычисления, как ожидается, помогут решать вычислительные задачи, недоступные классическим компьютерам. Их применение обещает существенно развить такие области как хранение энергии, химическое машиностроение, материаловедение, разработка новых лекарств, оптимизация процессов и машинное обучение.

Постоянный URL: http://servernews.ru/998967
05.11.2019 [22:22], Игорь Савкин

Microsoft Azure Quantum переносит квантовые компьютеры в облако

В понедельник компания Microsoft заявила, что её платформа облачных вычислений скоро предложит доступ к самому экзотическому оборудованию из всех: квантовым компьютерам. Microsoft — один из немногих технологических гигантов, инвестирующих в квантовые вычисления, которые обещают беспрецедентную вычислительную мощность.

В настоящее время компания подготавливает свой сервис облачных вычислений Azure, для того чтобы предложить отдельным клиентам доступ к трем прототипам квантовых компьютеров — от инженерного конгломерата Honeywell и двух стартапов: IonQ Университета Мэриленда и QCI Йельского университета.

Microsoft не гарантирует, что эти квантовые компьютеры готовы к большим мощностям. Однако, подобно конкурентам IBM и Google, руководители Microsoft утверждают, что разработчикам и корпорациям необходимо начать взаимодействовать с квантовыми алгоритмами и аппаратным обеспечением уже сейчас, чтобы помочь индустрии понять, для чего нужны эти технологии.

Новый сервис Microsoft получил название Azure Quantum. Он включает инструменты квантового программирования, которые ранее были выпущены компанией, а также ПО 1QBit. Клиенты смогут запускать квантовый код на смоделированном или на реальном квантовом оборудовании. Сервис будет запущен в ближайшие месяцы. Партнеры компании пока не будут строить новые квантовые компьютеры, а подключат имеющиеся к облаку Microsoft через Интернет. У Microsoft есть собственная долгосрочная программа квантовых исследований, однако сама она не производит какого-либо оборудования для квантовых вычислений.

Azure Quantum имеет сходство с сервисом IBM, который предлагает бесплатный и платный доступ к прототипам квантовых компьютеров с 2016 года. Google также обещала вскоре предложить удалённый доступ к квантовому оборудованию некоторым компаниям. Программа Microsoft отличается тем, что она предлагает доступ к нескольким различным технологиям квантовых вычислений: Honeywell и IonQ кодируют данные, используя отдельные ионы в электромагнитных ловушках, а QCI использует сверхпроводящие схемы как IBM и Google.

Никаких подробностей о стоимости услуги, которая будет развернута в течение следующих нескольких месяцев, предоставлено не было. Представитель компании говорит, что он хочет получить обратную связь от ранних пользователей, прежде чем завершить стратегию ценообразования. Тем не менее, облачный доступ позволит получить разработчикам квантовых систем дополнительное финансирование.

Постоянный URL: http://servernews.ru/997015
29.10.2019 [20:42], Владимир Мироненко

D-Wave анонсировала первый европейский облачный сервис квантовых вычислений на платформе Leap

Компания D-Wave Systems анонсировала первую облачную систему квантовых вычислений на платформе Leap за пределами Северной Америки, которая будет размещена в Юлихском исследовательском центре (Forschungszentrum Jülich).

Система является основой новой лаборатории Jülich Unified Infrastructure for Quantum (JUNIQ), обеспечивающей возможность использования квантовых компьютеров исследователями в Германии и по всей Европе.

Юлихский исследовательский центр, а также его клиенты — государственные и учебные заведения — получат доступ к системе через сервис квантовых облачных вычислений D-Wave Leap. Европейские бизнес-клиенты тоже смогут на платной основе получить доступ к сервису и системам D-Wave Leap, включая систему на базе Leap в Юлихе.

Центр в Юлихе является крупномасштабным национальным исследовательским центром Ассоциации немецких исследовательских центров имени Гельмгольца. Специалисты центра получат доступ к квантовой системы Advantage, запуск которой намечен на середину 2020 года.

Система нового поколения позволит им ускорить работу, предоставив квантовому облаку Leap доступ к процессору с новой топологией межсоединений Pegasus, с меньшим уровнем шума и увеличенным числом кубитов. В облачном сервисе D-Wave Leap также будет представлено расширенное гибридное программное обеспечение и инструменты, доступные в Leap Ocean SDK.

Постоянный URL: http://servernews.ru/996416
06.07.2019 [23:50], Геннадий Детинич

Нейронные сети научили моделировать квантовые процессы

Доступное квантовое моделирование и квантовые вычислители ― вот мечты учёных на ближайшие 5–10 лет. Но квантовые системы ещё необходимо разработать и довести до ума, в чём также могли бы помочь квантовые вычислители. Заколдованный круг? Разорвать его можно с помощью новейших технологий в вычислениях, охватывающих развёртывание нейронных сетей или, проще говоря, машинное обучение и элементы искусственного интеллекта.

На прошедшей неделе на портале Physical Review Letters вышли сразу три статьи о независимых исследованиях научных команд из США, Франции и Англии, в каждой из которых рассматривался вопрос моделирования открытых квантовых систем с помощью нейронных сетей. В качестве основы всех трёх проектов взята хорошо известная группа численных методов для изучения случайных процессов «Метод Монте-Карло». Как показали эксперименты, реализованный подход даёт возможность моделировать «значительные» по масштабам открытые квантовые системы. Открытость квантовых систем означает, что к массе заданных дискретных параметров (частиц) добавляется плохо предсказуемая масса случайных параметров, с чем обычно не готовы справиться даже самые мощнейшие суперкомпьютеры.

Представленная учёными трёх стран методика квантового моделирования на нейронных сетях поможет глубже разобраться в квантовых процессах. В частности, методика даст возможность изучить такое паразитное явление, как появление шумов в квантовых вычислителях. В конечном итоге квантовое моделирование сравнительно доступными средствами приблизит появление массовых квантовых компьютеров и может привлечь к изучению процессов существенно больше специалистов.

Постоянный URL: http://servernews.ru/990316
05.07.2019 [09:09], Владимир Мироненко

Accenture предложила метод выбора эффективного сочетания квантовых и обычных вычислений

Консалтинговая компания Accenture зарегистрировала в Ведомстве по патентам и товарным знакам США патент U.S. Patent No. 10,275,721, в котором описывается, как и когда необходимо использовать технологию квантовых вычислений для корпоративных приложений.

Это уже второй патент консалтинговой компании в области квантовых вычислений. В нём описывается метод использования машинного обучения для определения, когда лучше всего использовать квантовые или стандартные цифровые вычисления.

Идея, лежащая в основе этого инструмента, заключается в том, чтобы помочь ранним пользователям квантовых вычислений сбалансировать затраты, чтобы получать выгоды от применения квантовой технологии.

«Определение того, когда использовать квантовую технологию — вместо классических вычислений или в тандеме — имеет решающее значение для реализации этого потенциала», — отметил Марк Каррель-Бильярд, старший директор-распорядитель Accenture Labs. На фоне появления квантовых и новых цифровых платформ Accenture заявила, что её запатентованный модуль машинного обучения можно использовать для адаптации к так называемому «вычислительному многообразию».

Предложенный механизм машинного обучения основан на более ранних разработках Accenture, включая зарегистрированный в 2018 году патент, посвящённый определению «механизма квантовой оптимизации из нескольких состояний». Механизм оптимизации предназначен для того, чтобы помочь пользователям определить диапазон решений бизнес-проблемы. Путем запуска нескольких одновременных симуляций можно определить наилучший результат, что позволит принять наилучшее решение.

Постоянный URL: http://servernews.ru/990237
28.06.2019 [17:25], Сергей Юртайкин

Total внедрила самый мощный в мире симулятор квантового компьютера

Французская компания Total, которая недавно запустила в эксплуатацию самый мощный в отрасли суперкомпьютер, сообщила о внедрении ещё одной приметной технологии. Нефтегазовый гигант начинает использовать самый производительный в мире коммерческий симулятор квантового компьютера Atos Quantum Learning Machine, о котором говорилось в репортаже с SC18.

Это решение включает аппаратную платформу и универсальный язык программирования и позволяет исследователям и инженерам разрабатывать и проводить опыты с квантовым программным обеспечением.

Atos Quantum Learning Machine моделирует законы физики, лежащие в основе квантовых технологий, для вычисления точного исполнения квантовой программы с двухзначной точностью.

В случае с Total квантовое моделирование найдёт применение в таких областях, как молекулярная химия и химия материалов, оптимизация энергетических сетей, автопарки и промышленные приборы. В будущем симулятор квантового компьютера планируется использовать в гидромеханике и в сейсмических системах.

«Мы разработаем квантовый подход к различным темам исследований, охватывающим весь наш бизнес, чтобы найти новые пути решения проблем, а также повысить скорость и эффективность работы», — заявила директор по исследованиям и разработкам Total Мари-Ноэль Семерия (Marie-Noëlle Semeria).

Постоянный URL: http://servernews.ru/989928
Система Orphus