Аналоговый квантовый гуглекомпьютер

[leblon]

У нас тут недавно проходил Quantum Summit, я тоже сходил на пару докладов. Весьма впечатлил доклад Джона Мартиниса из UCSB (их, кажется, Гугл финансирует). Они построили аналоговый квантовый компьютер из 9 кубитов (квантовых битов). Кубит строится на основе эффекта Джозефсона (когерентное туннелирование куперовских пар между двумя сверхпроводниками, разделенными тоненьким слоем изолятора). В качестве сверхпроводника используется обычный алюминий, изолятор - это оксид алюминия. Один кубит - это фактически осциллятор с сильной нелинейностью. Физический размер одного кубита менее миллиметра. Джон показал красивые графики: как они решают нестационарное уравнение Шредингера для системы с тремя уровнями при помощи системы из 9 кубитов. Гамильтониан зависит от времени произвольным образом ("программист" может задавать его как угодно). Для сравнения Джон показал численное решение этого же уравнения на обычном компьютере - все работает!

Говорит, что их технология позволит без проблем сделать компьютер из нескольких сот кубитов. Этого должно быть достаточно, чтобы реализовать "цифровой" кубит с автоматическим исправлением ошибок, а может даже и простенький квантовый вентиль (quantum logic gate). Для полноценного квантового компьютера, по его оценке, нужно по крайней мере 10 000 кубитов.

Comments

[mancunian.livejournal.com]

То есть я правильно понимаю, что Гугл пока что профинансировал только 9 кубитов, а им нужно найти бабки еще на 9991? Ну так пусть краудсорсинг попробуют. Я бы скинулся на кубит-другой.

[leblon.livejournal.com]

Проблема в технологии изготовления, а не в деньгах, которых у Гугла достаточно. Например, 10 000 кубитов трудно засунуть в криогенный холодильник. Но я тут не специалист, конечно.

[mancunian.livejournal.com]

В Норильске надо строить! Там и холодильника не нужно.

[potan.livejournal.com]

В Антарктиде. С инфраструктурой лучше.

[pappadeux.livejournal.com]

именные кубиты, как плитки в аллеях

This qubit is sponsored by Mr and Mrs Smith

[chaource.livejournal.com]

As far as I understand, "adiabatic quantum computing" is a very different kind of computing process from what is normally understood under "quantum computing". Isn't it true that adiabatic quantum computing is specialized for certain very narrow computational tasks that have to do with optimization, and cannot be used in the same way as the general-purpose "qubits" of a quantum computer are supposed to be used?

As far as I know, what is normally called a "quantum computer" must be:

1) a device with a large number of qubits that can all remain in a coherent and entangled state,
2) a device with a command processor (a classical "CPU") that can apply certain unitary operators on a large number of qubits at once, according to some "quantum algorithm",
3) and can also apply a "classical measurement" at the end of the calculation to extract the results.

After reading some descriptions of D-Wave's device, it appears to me that it has neither 1) nor 2).

Or is this something that is not related to D-Wave's adiabatic quantum computer?

[leblon.livejournal.com]

The Martinis group experiments are not related to the D-Wave device, as far I know.

As for your desiderata, I think this "computer" satisfies (1) and (3), if you agree that 9 qubits is large enough. But it is an analogue computer, so it does not have a CPU. And there is no algorithm. Instead, they built a quantum system whose Hamiltonian can be varied at will within a certain subspace. This subspace is isomorphic to the space of Hermitian 3x3 matrices. By making the control parameters time-dependent, one can solve an arbitrary time-dependent quantum problem for a system with a 3-dimensional Hilbert space.

[chaource.livejournal.com]

I see. So this is why they say that they might be able to simulate an "actual digital qubit" by using several hundred of their qubits. It remains to be seen whether condition (2) will be satisfied by their construction. Without (2), you cannot run the known "quantum computer" algorithms (Shor's algorithm and others).

[alexanderr.livejournal.com]

а вот John Smolin недавно заполучил доступ к D-wave машине,
через удаленный терминал. и быстро доказал, что это
обычный, т.е., классический аналоговый компьютер.
ничего квантового. т.е. Гугль обманули хорошо, ну
и не только Гугль.
вот статья из архива:

http://arxiv.org/abs/1401.7087

[alexanderr.livejournal.com]

хм, коммент со ссылкой на статью в архиве был помечен
как спам, это неприятно.

How "Quantum" is the D-Wave Machine?
Seung Woo Shin, Graeme Smith, John A. Smolin, Umesh Vazirani
(Submitted on 28 Jan 2014 (v1), last revised 2 May 2014 (this version, v2))

Recently there has been intense interest in claims about the performance of the D-Wave machine. In this paper, we outline a simple classical model, and show that it achieves excellent correlation with published input-output behavior of the D-Wave One machine on 108 qubits. While raising questions about "how quantum" the D-Wave machine is, the new model also provides additional algorithmic insights into the nature of the native computational problem solved by the D-Wave machine.

[rrr2.livejournal.com]

Интересно, какое у них характерное время сохранения когерентности…