Google hat einen neuen Quantenprozessor eingeführt

Google Inc. stellte den 72-Qubit-Quantenprozessor Bristlecone vor. Mit diesem Prozessor testet die für die Entwicklung eines Quantencomputers zuständige Google Quantum AI-Laboreinheit Systemfehler und die Skalierbarkeit der Technologie sowie den Umfang der Quantensimulation, -optimierung und des maschinellen Lernens, um „reale Probleme zu lösen “, schreibt das Unternehmen in einem Blog .



Der neue 72-Qubit-Google Bristlecone-Quantenprozessor basiert auf dem Prinzip, dass der vorherige 9-Qubit-Prozessor beim Lesen von Daten (1%), beim Betrieb eines Ein-Qubit-Gatters - 0,1% und beim Betrieb eines Zwei-Qubit-Gatters - 0,6 eine niedrige Fehlerrate aufweisen konnte %, was laut Google das beste Ergebnis des Unternehmens war. Bevor der neue Prozessor in der Arbeit verwendet wird, ist es wichtig, seine Fähigkeiten zu verstehen: Das Team hat ein Tool erstellt, das ihn auf Fehler überprüft, indem identische Probleme auf einem Quantenprozessor und in einer klassischen Simulation gelöst werden. Mit einer geringen Anzahl von Fehlern kann eine "Quantenüberlegenheit" erreicht werden.


Google Forecast: Abhängigkeit der Anzahl der Fehler von der Anzahl der Qubits im Prozessor

Quantencomputer verwenden Quantenüberlagerung und Quantenverschränkung , um Daten zu übertragen und zu verarbeiten. Eine der Hauptaufgaben von Quantencomputern wird die Stärkung der künstlichen Intelligenz sein . Die Qubits eines Quantenprozessors sind Quantenanaloga von Bits. Zwei benachbarte Qubits haben vier Zustände - beide ein, beide aus, ein / aus und aus / ein, jeder von ihnen hat ein Gewicht oder eine „Amplitude“, die die Rolle eines Neurons spielen kann; Das dritte Qubit in einem solchen System ermöglicht es uns, acht Neuronen und das vierte - sechzehn darzustellen. Eine Änderung des Zustands von vier Qubits führt zur Verarbeitung von 16 Neuronen gleichzeitig, während ein klassischer Computer diese Zahlen einzeln verarbeitet.

Eines der Probleme mit einem Quantencomputer ist die Anzahl der Fehler, die beim Berechnen, Lesen und Schreiben von Informationen in Qubits auftreten. Im Juni 2016 bauten Google-Forscher einen 9-Qubit-Prozessor, der eine hohe Zuverlässigkeit aufwies. Sie konnten diese Entwicklung bis März 2018 skalieren und die Anzahl der Qubits auf 72 erhöhen. Im Prozessor befinden sich die Qubits in zwei 6x6-Schichten übereinander. Das Google Quantum AI-Labor testet die Entwicklung.


Der Bristlecone-Quantenprozessor besteht aus 72 Qubits, die im Diagramm (rechts) in Form eines „X“ dargestellt sind, wobei die Kontaktpunkte zwischen den Enden des Symbols die Verbindung des Qubits mit seinen nächsten „Nachbarn“ darstellen.

Derzeit sind eine Reihe von Forschungsteams an Quantencomputern beteiligt, darunter IBM. Im März 2017 gab das Unternehmen den Start des IBM Q-Projekts bekannt und stellte bis Juni zwei Prozessoren vor: 16 Qubit für Arbeiten im wissenschaftlichen Bereich und 17 Qubit für den kommerziellen Einsatz. Im Jahr 2017 entwickelte IBM Research einen 49-Qubit-Prozessor.

Im Juli 2017 kündigte ein Team russischer und amerikanischer Wissenschaftler der Harvard University unter der Leitung von Mikhail Lukin, Mitbegründer des Russian Quantum Center (RCC), die Schaffung eines 51-Qubit-Quantencomputers an.

In Russland wurde im März 2018 eine Vereinbarung zwischen der Vnesheconombank, VEB Innovations, der Advanced Research Foundation (FPI), der Lomonosov Moscow State University und der Autonomous Non-Profit-Organisation für digitale Wirtschaft zur Entwicklung eines 50-Qubit-Quantencomputers unterzeichnet.