Немало молодых компаний ищут себя в сфере квантовых вычислений, ведь здесь есть потенциал быстро выбиться в лидеры молодой отрасли. Среди новичков выделяется компания Quantinuum, привлекшая внимание таких гигантов, как JPMorgan Chase и Microsoft. Новая работа исследователей Quantinuum показала значительный прогресс в деле безошибочных квантовых вычислений на уже имеющемся оборудовании. Практическое применение квантовых систем приближается.

Процессор Quantinuum H2. Источник изображения: Quantinuum

Компания Quantinuum разрабатывает вычислительные квантовые платформы на ловушках ионов. Ранее она вместе с Microsoft на системе с процессором Quantinuum H2 показала существенное снижение ошибок кубитов при выполнении операций на 30-кубитовой платформе. Подобное приближает появление практически ценных квантовых вычислителей с относительно небольшим количеством кубитов, для создания которых не придётся строить отдельные помещения и комплексы зданий — хватит небольшой комнаты. Новая работа на улучшенном 56-кубитовом процессоре H2-1 ещё больше укрепляет уверенность в том, что безошибочные квантовые вычислители не за горами.

Используя тот же метод расчёта, с помощью которого компания Google в 2019 году доказала квантовое превосходство 53-кубитовой фирменной системы Sycamore над классическими компьютерами, Quantinuum вместе с командой из JPMorgan Chase смогла на два порядка улучшить результаты Google. Более того, платформа Quantinuum позволила проделать расчеты со снижением потребления энергии в 30 тыс. раз по сравнению с вычислениями на обычных суперкомпьютерах. Это установило новую планку производительности квантовых вычислителей, как пояснили в Quantinuum, которую теперь предстоит преодолеть конкурентам.

В своё время компания Google подверглась немалой критике со стороны IBM, с чьей классической системой они сравнили возможности Sycamore, а также со стороны многочисленных групп учёных, доказавших неоправданность подобных сравнений. Как видим, компании Quantinuum это не помешало, чтобы снова показать превосходство квантовых платформ в определённых задачах.

Поясним, речь идёт о работе алгоритмов по расчётам в области выборки случайных цепей (random circuit sampling). Берётся случайная цепь квантовых вентилей, которая генерирует случайные результаты, а алгоритмы должны вычислить распределение результатов и предсказать их отклонение от нормального. Единственная на сегодня вменяемая цель всего этого — создание истинно случайных значений (генератор случайных чисел). Но получается слишком дорого. Зато с позиции Google и других, методика расчёта RCS — это лучшая основа для доказательства квантового превосходства.

Прямо в эти часы на аукционе Heritage Auctions ведётся торг за три редчайших лота. Среди них первый в мире персональный компьютер Q1 на однокристальном микропроцессоре Intel 8008. Компьютер случайно был найден в начале этого года во время генеральной уборки в кладовке Кингстонского университета в Лондоне. Вместе с системой Q1 производства 1972 года на торги выставлен совместимый с ним принтер и компьютер Q1 Lite 1976 года со встроенным принтером.

К моменту написания новости за первый в мире персональный компьютер Q1 было предложено $8500. Модель Q1 Lite со встроенным принтером потенциальный покупатель оценил в $32 000. За отдельный принтер предложили $1200. Следует сказать, что устройства продаются как есть. Их даже не включали после находки, поэтому никто не обещает, что всё это железо рабочее. Более того, с компьютеров даже не стёрли попавшую на них за полвека пыль (к счастью, они были упакованы в коробки, поэтому запылились несильно).

Можно не сомневаться, что торги за эти очевидно исторические для мира компьютеров вещи разогреются до высшей степени накала. Очный аукцион на эти предметы назначен на сегодня (24 мая).

Когда компьютеры Q1 впервые были выпущены на рынок в 1972 году, они не стали популярным продуктом. Большинство систем приобрело NASA, но одноимённой компании из Нью-Йорка это не помогло добиться коммерческого успеха с этой системой. Теперь это часть истории, а история всегда в цене.

Компания HP решила кардинально поменять схему наименования своей продукции — компания откажется от таких названий ноутбуков как Pavilion, Spectre или Envy. На смену им придут серии OmniBook и EliteBook. Что интересно, бренд OmniBook компания уже использовала, но очень давно — под ним выпускались ноутбуки с 1993 по 2002 год. Марка EliteBook также не является новой — под ней бизнес-ноутбуки выпускаются с 2008 года.

Источник изображений: HP

Решение было принято на фоне запуска корпорацией Microsoft концепции ноутбуков нового поколения Copilot Plus PC. Компания HP оказалась в числе первых производителей компьютеров нового поколения, представив ноутбуки OmniBook X AI и EliteBook Ultra G1q AI. Оба дебютировали в рамках новой системы наименования. Теперь HP будет использовать бренд Omni для потребительской продукции и Elite для корпоративной. Каждое направление будет подразделяться на Book (для ноутбуков), Studio (для моноблоков) и Desk (для десктопов). Кроме того, потребительские продукты будут выпускаться в сериях 3, 5, 7, X и U (Ultra), а коммерческие — в сериях 2, 4, 6, 8, X и Z.

Компания решилась на эти перемены, «поскольку компьютеры с искусственным интеллектом быстро трансформируют среду персональных компьютеров, [и] мы увидели возможность использовать сложные технологии и передавать их удивительно простым способом». На начальном этапе новые названия получили ноутбуки на процессорах Qualcomm Snapdragon X — за ними последуют компьютеры на чипах AMD и Intel.

HP откажется от существующих серий компьютеров: полупрофессиональных Spectre, премиальных Envy, бюджетных Pavilion и передовых бизнес-продуктов Dragonfly. Суббренд HP Omen, под которым компания выпускает игровую продукцию, перемены не затронут.

Microsoft представила новую версию планшета Surface Pro — она оснащена процессором Qualcomm Snapdragon X, который позволяет увеличить производительность устройства в отдельных задачах на величину до 90 % по сравнению с моделью предыдущего поколения. Также у новинки появилась поддержка 5G и расширенные возможности использования искусственного интеллекта — система относится к категории Copilot Plus PC.

Источник изображения: Microsoft

Как заявил на презентации вице-президент Microsoft по продуктам Surface Бретт Острум (Brett Ostrum), по сравнению с предыдущими моделями новый Surface Pro получил колоссальный технологический рывок. И действительно, в новой версии реализован целый ряд инновационных решений.

Новинка получила процессоры Snapdragon X Plus и X Elite от Qualcomm, благодаря чему производительность выросла на величину до 90 % по сравнению с предшественником. Кроме того, теперь поддерживается 5G, а время автономной работы от аккумулятора увеличено до 14 часов. Также пользователям стал доступен новый 13-дюймовый OLED-экран с поддержкой HDR, поддержка Wi-Fi 7, два порта USB 4, усовершенствованная клавиатура Surface Pro Flex с комплектным стилусом, а также ряд других опций.

Однако главным нововведением стала именно интеграция технологий искусственного интеллекта от Microsoft. В устройстве используется фронтальная камера с разрешением Quad HD, оптимизированная для работы с ИИ-помощником Copilot. Тыльная камера обладает разрешением 10 Мп. Кроме того, операционная система получила целый ряд новых функций, таких как Recall и интеграция Copilot в проводник и уведомления.

Источник изображения: Microsoft

По словам главы Microsoft Сатьи Наделлы (Satya Nadella), новое поколение Surface Pro задает вектор развития персональных компьютеров на ближайшие годы в сторону интеллектуализации и тесной интеграции с технологиями искусственного интеллекта. Это позволит решать такие острые проблемы, как задержки отклика системы и вопросы конфиденциальности.

Базовая цена нового Surface Pro с ЖК-экраном, процессором Snapdragon X Plus, 16 Гбайт ОЗУ и 256 Гбайт постоянной памяти составит 999 долларов. Максимальная комплектация с OLED-дисплеем, чипом Snapdragon X Elite, 32 Гбайт ОЗУ и 1 Тбайт памяти обойдется в 2100 долларов. Есть промежуточный вариант с процессором Snapdragon X Elite и OLED-экраном за 1500 долларов. Цена съёмной клавиатуры Surface Pro Flex Keyboard со стилусом Slim Pen составит в 450 долларов.

ООО «КНС Групп», более известное под маркой Yadro, намерено занять от 10 % до 15 % российского рынка планшетных компьютеров среднего ценового сегмента (до 40 тыс. рублей), а также планирует вложить 10 млрд руб. в направления пользовательских устройств под брендом Kvadra. Об этом пишет «Интерфакс» со ссылкой на слова гендиректора Kvadra Дмитрия Черкасова, который побеседовал с журналистами на мероприятии, посвящённом старту продаж планшетов Kvadra_T.

Черкасов отметил, что новый бренд добьётся хороших результатов, если в ближайшей перспективе ему удастся занять 10-15 % рынка планшетов. Он также сообщил, что в настоящее время производство планшетов осуществляется на площадке Yadro в подмосковной Дубне, а мощность производства составляет 1 млн устройств в год.

Алексей Шелобков, глава «ИКС Холдинг», в состав которого входит ГК Yadro, отметил, что на данный момент объём продаж подобных планшетов в России относительно невелик и составляет сотни тысяч устройств в год. При этом Yadro не намерена останавливаться на производстве одной модели планшета, в планах компании расширение линейки мобильных устройств. Однако сообщить более детальную информацию о будущих новинках Шелобков отказался, но подчеркнул намерение компании продолжить реализацию своих масштабных инвестиционных планов.

«Несколько миллиардов рублей в ближайшие 2-3 года в это направление будет вложено. В том числе в создание новых устройств», — добавил господин Черкасов. Напомним, проект Kvadra был запущен в 2022 году, а летом прошлого года компания представила прототип планшета Kvadra_T председателю правительства РФ Михаилу Мишустину.

Сейчас Kvadra включает в себя не только разработку и производство мобильных устройств, но и создание собственной программной платформы Kvadra OS на базе открытого дистрибутива Android и другого софта. Такой подход обусловлен желанием реализовать поддержку Android-приложений на устройствах компании.

Что касается планшета Kvadra_T, то он построен на базе восьмиядерного ARM-процессора с частотой до 2,4 ГГц. В среднесрочной перспективе вендор планирует перейти на использование собственных процессоров на базе архитектуры RISC-V. Планшет оснащён 10,95-дюймовым дисплеем, 6 Гбайт оперативной памяти и накопителем на 128 Гбайт. Устройство поддерживает стандарты передачи данных Wi-Fi, Bluetooth и LTE.

Планшет Kvadra_T уже можно заказать на сайте производителя и на маркетплейсах. Стоимость новинки составляет 41 990 рублей.

Бренд GEEKOM компании Jiteng выпускает мини-ПК на базе процессоров AMD и Intel. Производитель предлагает весьма широкий ассортимент решений, от доступных систем начального уровня до пусть и компактных, но весьма производительных компьютером. Здесь мы подробнее расскажем о модели среднего уровня GEEKOM A5 на процессоре AMD Ryzen.

Источник изображений: GEEKOM

Мини-компьютер GEEKOM A5 стоимостью 32 500 рублей построен на весьма производительном 7-нм процессоре Ryzen 7 5800H. Этот чип включает в себя восемь ядер с архитектурой Zen 3, которые работают на 16 потоков. Тактовая частота составляет 3,2 ГГц, а максимальная Boost-часта достигает 4,4 ГГц. Помимо мощного CPU данный чип также предлагает весьма производительную встроенную графику Radeon Vega 8 с частотой до 2000 МГц. Тут же отметим, что, по словам производителя, мини-ПК оснащён производительной, но тихой системой охлаждения.

Производитель отмечает, что данный процессор обеспечивает высокую производительность как в однопоточных нагрузках, так и там, где требуется много ядер и потоков. Мини-ПК GEEKOM A5 подойдёт для работы со многим профессиональным ПО, вроде Photoshop, AutoCAD и не только. Добавим, что помимо производительного CPU данный компьютер располагает довольно мощной встроенной графикой — пусть на самые современные игры её не хватит, но в целом поиграть с комфортом можно.

Компанию весьма мощному процессору в GEEKOM A5 составляют 32 Гбайт оперативной памяти DDR4-3200, а пользователь может самостоятельно расширить её до 64 Гбайт. Отметим и поддержку до трёх устройств хранения данных. Мини-ПК поставляется с M.2 2280 SSD с интерфейсом PCIe 3.0 x4 на 512 Гбайт. Дополнительно можно установить 2,5-дюймовый жёсткий диск или SSD с интерфейсом SATA.

Не менее впечатляющими являются и возможности подключения GEEKOM A5. Он оснащён двумя портами USB 3.2 Gen 2 Type-C, тремя портами USB 3.2 Gen2, одним USB 2.0, двумя видеовыходами HDMI 2.0, сетевым портом Ethernet 2,5 Гбит/с, 3,5-мм аудиоразъёмом и слотом для карт памяти SD. Мини-ПК может выводить изображение на четыре экрана одновременно (по HDMI и USB Type-C). Есть и поддержка современных беспроводных интерфейсов: Wi-Fi 6 и Bluetooth 5.2.

Всё это облачено в элегантный компактный корпус, выполненный в цвете «розовое золото» — это определённо выделяет GEEKOM A5 из «серой» массы чёрных и серебристых мини-компьютеров. Система обладает компактными габаритами — 117 × 112 × 49,2 мм, а весит он всего 652 грамма. Так что при необходимости его не составит труда взять с собой. Также систему можно закрепить на тыльной стороне монитора — крепление VESA имеется в комплекте.

GEEKOM A5 поставляется с предустановленной операционной системой Windows 11 Pro. Производитель предлагает на мини-ПК гарантию сроком на три года.

Ученые разработали метод получения сверхчистого кремния, который применяется для производства чипов. Используя стандартное оборудование, они добились снижения доли примесей кремния-29 в чипах до 0,0002 %. Данный способ позволит создавать более мощные квантовые компьютеры с большим количеством кубитов, сообщает New Atlas.

Источник изображения: Kandinskiy

Кремний заслуженно считается одним из ключевых материалов, лежащих в основе современных электронных устройств и компьютерных технологий. Его значение настолько велико, что в его честь даже названа знаменитая Кремниевая долина в Калифорнии — место, где зародились многие IT-гиганты. Однако у кремния есть и определенные недостатки, ограничивающие его применение в перспективных областях, таких как квантовые вычисления.

Исследователи из Мельбурнского и Манчестерского университетов разработали метод получения сверхчистого кремния с помощью стандартного оборудования — ионного имплантатора. С помощью этой установки, которая широко применяется в полупроводниковой промышленности, компьютерный чип был «обстрелян лучом» кремния-28, в процессе чего примеси кремния-29 были заменены на более желательный кремний-28, и в результате, концентрация кремния-29 в чипе снизилась с 4,5 % до 0,0002 %.

Почему чистота кремния важна для квантовых компьютеров? Дело в том, что в основе работы квантовых компьютеров лежат кубиты — квантовые биты, использующие принципы квантовой механики. Они крайне чувствительны к любым внешним воздействиям и должны находиться в состоянии квантовой когерентности.

Однако натуральный кремний содержит примерно 4,5 % изотопа кремний-29, имеющего дополнительный нейтрон. Эти нейтроны ведут себя как микроскопические магниты, нарушая когерентность кубитов и вызывая ошибки в квантовых вычислениях. Таким образом, использование натурального кремния существенно ограничивает возможности квантовых компьютеров, и для их полноценной работы требуется гораздо более чистый кремний с минимальным содержанием изотопа кремний-29.

Кремний с высокой чистотой может позволить значительно расширить возможности квантовых компьютеров, так как чем больше кубитов содержит квантовый чип, тем он мощнее. Сверхчистый кремний, который получили ученые, в данном случае поможет стабилизировать работу таких многокубитных систем. В дальнейшем планируется протестировать разработанные сверхчистые кремниевые структуры на реальных квантовых устройствах. А успешные результаты могут привести к появлению квантовых компьютеров нового поколения.

Apple опубликовала извинения после того, как реклама нового iPad Pro, в которой под прессом сдавливаются музыкальные инструменты и другие предметы, вызвала широкую критику в творческом сообществе. Представитель Apple заявил, что компания явно «промахнулась мимо цели» с этой рекламой.

Источник изображения: Apple

Ролик под названием «Crush!», который должен был продемонстрировать творческий потенциал iPad, вызвал обратную реакцию. Скандальное видео вышло вскоре после презентации нового iPad Pro на базе процессора M4. Чтобы прорекламировать новые возможности планшета, Apple решила наглядно показать, как iPad способен «раздавить» все другие инструменты для творчества. Однако такой креатив не оценили.

Известный британский актер Хью Грант (Hugh Grant) назвал рекламу «разрушением человеческого опыта», а режиссер сериала «Рассказ служанки» Рид Морано (Reed Morano) посоветовал генеральному директору Apple Тиму Куку «прислушаться к критике». Но сама Apple поначалу отказывалась комментировать ситуацию, что усугубило недовольство общественности.

Однако вице-президент Apple по маркетингу Тор Мирен (Tor Myhren) все же принес публичные извинения сообществу. Он подчеркнул, что креативность — часть ДНК компании, и Apple стремится создавать продукты, которые расширяют возможности для самовыражения. По его словам, целью рекламы было продемонстрировать потенциал iPad Pro, однако что-то пошло не так и компания глубоко об этом сожалеет.

Попытка продемонстрировать превосходство iPad Pro, похоже, вылилась для компании в определённый репутационный кризис. Apple, известная своим творческим подходом ко «всему и вся», пришлось публично извиняться перед деятелями искусства и всеми пользователями.

Специалисты Canalys установили, что по итогам первого квартала текущего года во всём мире было продано 33,7 млн планшетов, что на 1 % больше результата аналогичного периода прошлого года. По мнению аналитиков, 2024 год для рынка планшетов будет более удачным, чем прошлый, ибо на протяжении четырёх предыдущих кварталов объёмы продаж неуклонно снижались. Сильнее других нарастила поставки планшетов компания Huawei.

Источник изображения: Apple

На оживление рынка планшетов в этом году указывают амбиции его участников, которые готовы экспериментировать с формфакторами и моделями использования данных устройств. Если инновации типа намерений Apple предложить iPad Pro с дисплеем типа OLED исходят от крупных игроков рынка, производители второго эшелона готовы инвестировать в сегмент планшетов без оглядки на трудности. Уже в первом квартале находящиеся за пределами первой пятёрки производители планшетов не только смогли увеличить свою долю рынка с 20 до 23,6 %, но и увеличить объём поставок продукции на 19,1 % до 8 млн изделий. Весь мировой рынок планшетов по итогам первого квартала нарастил объёмы поставок на 1 % год к году до 33,7 млн штук.

Apple сохранила за собой первое место с долей 35,6 %, но это заметно меньше прошлогодних 41,8 %, а количество поставленных iPad сократилось на 13,9 % до 12 млн штук. На этом фоне сильно отстающая Samsung с 6,8 млн планшетов смогла продемонстрировать стабильность как по доле рынка в 20,2 %, так и по объёмам поставок планшетов, которые выросли на 1,2 %.

Источник изображения: Canalys

Занявшая третье место Huawei прибавила в объёмах поставок 70,2 % до 2,7 млн планшетов, преимущественно за счёт домашнего рынка Китая и соседних азиатских стран. При этом на мировом рынке она всё равно занимает не более 8,1 %. На четвёртом месте оказалась китайская Lenovo, которая увеличила объёмы поставок планшетов на 12,9 % до 2,1 млн штук, но ограничилась 6,3 % рынка. Замыкает пятёрку лидеров Amazon, которая занимает 6,1 % мирового рынка, но по сравнению с первым кварталом прошлого года сократила объёмы поставок планшетов на 18,2 % до 2,05 млн штук. Популярность планшетов Amazon сильно зависит от фирменной инфраструктуры гиганта интернет-торговли, которая ориентирована преимущественно на англоязычный контент.

Помимо новых iPad Pro с OLED-дисплеями, как считают аналитики Canalys, интерес покупателей к планшетам в этом году подогреют разного рода складные модели с гибкими дисплеями, а также устройства, позволяющие просматривать стереоскопические изображения без специальных очков. В коммерческом сегменте на помощь придёт отложенный спрос, сформированный за период пандемии. На растущих рынках интерес к планшетам будет подогревать экспансия сетей связи 5G.

В грядущий вторник Apple проведёт презентацию новых моделей планшетов и аксессуаров для них. Как отмечает Bloomberg, время начала презентации выбрано таким образом, чтобы не создавать неудобств для зрителей не только в Европе, но и в Азии. Ради этого трансляцию придётся начать в семь утра по тихоокеанскому времени, в Москве к тому моменту будет пять часов дня.

Источник изображения: Apple

Специализирующийся на продукции Apple Марк Гурман (Mark Gurman) со страниц Bloomberg напоминает, что мероприятие будет посвящено анонсу двух новых моделей iPad и двух аксессуаров для них, а личное знакомство прессы с новинками состоится в Нью-Йорке и Лондоне после трансляции с презентации, которая продлится чуть более получаса. В прошлом квартале выручка от реализации iPad просела на 17 %, но в текущем Apple рассчитывает на её рост во многом благодаря выходу на рынок новых моделей.

Главной новинкой мероприятия станет iPad Pro очередного поколения, который впервые получит OLED-дисплей в двух типоразмерах: 11 и 12,9 дюйма соответственно. Не исключено, что внутри обновлённого iPad Pro дебютирует и процессор Apple M4, которому приписывают функции ускорения искусственного интеллекта за счёт локальных вычислительных ресурсов.

Попутно будет представлен и новый iPad Air, который впервые получит разновидность с 12,9-дюймовым дисплеем. Сохранится и более компактный вариант с 10,9-дюймовым дисплеем, внутри обоих планшетов пропишется процессор Apple M2. Из числа аксессуаров для планшетов будут обновлены стилус Apple Pencil, который получит функцию обратной связи в виде вибрации и чувствительность к силе сжатия, а также клавиатура Magic Keyboard, главным нововведением которой станет алюминиевый корпус и повышенный эксплуатационный ресурс.

Марк Гурман также перечислил те новинки Apple, которые появятся уже после 7 мая. Более дешёвая версия iPad десятого поколения должна будет появиться ближе к концу текущего года, она опустит ценовую планку с $449 ближе к $329, и наверняка заменит собой iPad девятого поколения. Обновлённый iPad mini во вторник тоже не будет представлен. Новые функции iPad Pro для работы с искусственным интеллектом, которые принесёт операционная система iOS 18, должны быть представлены не ранее июня на конференции WWDC 2024. Обновлённые беспроводные наушники AirPods компания представит не ранее сентября, когда будет выводить на рынок новое поколение iPhone. Позже будут анонсированы и новые компьютеры Mac на базе процессора M4, даже если он дебютирует в составе iPad Pro на следующей неделе.

Японское правительство планирует расширить ограничения на экспорт ещё четырёх технологий, связанных с полупроводниками и квантовыми вычислениями. Новые меры коснутся сканирующих электронных микроскопов, используемых для анализа изображений наночастиц и транзисторов Gate all around. Потребуются лицензии на поставки криогенных КМОП-схем, используемых в квантовых компьютерах, а также на сами квантовые компьютеры.

Источник изображения: unsplash.com

Поставки этих технологий во все страны, включая таких давних стратегических партнёров, как Южная Корея, Сингапур и Тайвань, потребуют одобрения чиновников экспортного контроля. Ужесточение экспортного контроля — очередной шаг Японии в глобальном стремлении контролировать поток стратегических технологий. Этот шаг призван улучшить контроль за экспортом компонентов военного назначения и согласуется с аналогичными тенденциями по всему миру, заявило в пятницу Министерство экономики, торговли и промышленности. Изменения вступят в силу в июле 2024 года, после периода общественного обсуждения до 25 мая.

В прошлом году Япония расширила ограничения на экспорт 23 видов передовых технологий производства микросхем. Эта мера последовала за попытками США ограничить доступ Китая к ключевым полупроводниковым процессам. Официальные лица Вашингтона оказывают давление на своих международных партнёров, таких как Япония и Нидерланды, требуя присоединиться к торговым санкциям в отношении Китая, который США рассматривают как геополитического и потенциально военного соперника.

Группа китайских учёных из Университета электронных наук и технологий Китая (UESTC), Университета Цинхуа и Шанхайского института микросистем и информационных технологий создала полупроводниковый источник запутанных фотонов, что может стать «замечательным потенциалом» для создания небольших и надежных квантовых чипов. В основе разработки лежит нитрид галлия (GaN), десятилетиями использующийся для выпуска синих светодиодов.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Запутывание фотонов позволяет защищать передаваемую информацию (квантовое распределение ключей) и выполнять квантовые вычисления или симуляции. И первые, и вторые операции можно выполнять с помощью пар запутанных фотонов. Другое дело, что их запутывание остаётся относительно сложным процессом, требующим особенных источников света, к примеру, на основе нитрида кремния или фосфида индия. Переход на нитрид галлия, хорошо знакомый производителям светодиодов и чипов, позволит шире и мощнее использовать квантовые каналы связи, а также подумать о создании квантовых систем на чипе.

Разработанный китайскими учёными источник запутанных фотонов представляет собой вытравленное на плёнке нитрида галлия кольцо диаметром 120 мкм (сама плёнка выращена на сапфировой подложке традиционным способом). При освещении кольца лучом лазера в инфракрасном диапазоне часть фотонов оказываются в своеобразной ловушке и начинают перемещаться по кольцу. Некоторые из таких частиц становятся резонансными парами. Резонансные пары, в свою очередь в процессе так называемого четвертьволнового смешения — известного явления в нелинейной оптике (кольцо из нитрида галлия — это и есть нелинейный оптический канал), порождают новую пару уже запутанных друг с другом частиц.

Измерения показали, что возникающая в кольце нитрида галлия запутанность такого же качества, как и в случае с другими квантовыми источниками света. Иными словами, предложенное решение можно брать на вооружение при проектировании оборудования для квантовых каналов связи и для квантовых процессоров. Более того, диапазон длин волн у GaN-источника света простирается до 100 нм против 25,6 нм у «традиционных» источников света. А это, в свою очередь, позволит расширить и уплотнить каналы передачи квантовой информации.

По словам разработчиков, помимо квантового источника света, GaN также является многообещающим материалом для изготовления других компонентов квантовых схем, включая лазер с накачкой и детекторы лёгких частиц. «Платформа GaN имеет значительные перспективы для создания квантовых фотонных интегральных схем “всё на кристалле” по сравнению с существующими платформами», — резюмируют учёные.

Чувствительность квантовых состояний к слабейшим внешним помехам продолжает оставаться камнем преткновения на пути к квантовому интернету и распределённым квантовым вычислениям. Решением проблемы станет открытие квантовой памяти, которая позволит сохранять и считывать квантовые состояния без разрушения. Это сняло бы проблему квантовых повторителей и развёртывания глобальных сетей квантового интернета.

Источник изображений: Imperial College London

Группа учёных из Имперского колледжа Лондона предложила свой способ решения этих проблем. Они создали и испытали платформу по записи квантовых состояний фотонов в облаке атомов рубидия. Нейтральные холодные атомы, как хорошо известно, часто выступают в роли платформ с ярко выраженными квантовыми свойствами.

Исследователи создали целую систему для генерации фотонов, преобразования их длин волн в необходимую для передачи по волоконно-оптической сети и записи в облако атомов рубидия. Своеобразным активатором «памяти» стал лазер, импульс которого включал её и отключал. Фотоны генерировались квантовыми точками, а затем с помощью фильтров и модуляторов им придавалась другая частота, соответствующая длине волны 1529,3 нм для передачи по оптике.

До попадания в облако атомов рубидия частота фотонов подвергалась ещё одной корректировке, но уже с прицелом на то, чтобы атомы рубидия могли их поглощать. Такую память назвали ORCA (нерезонансное каскадное поглощение). Лазерный импульс, о котором упоминали выше, своим воздействием менял свойства атомов рубидия по поглощению фотонов.

Эксперименты показали, что система может работать на стандартном оптоволоконном оборудовании. Эффективность сохранения квантовых состояний фотонов с последующим их извлечением без разрушения составила 12,9 %. Очевидно, что для внедрения этой разработки в практику пройдут годы, если не десятилетия, но это уже тот результат, который можно развивать. К счастью, он такой не один и что-то может стать реальностью намного раньше. Например, предложенная датчанами оптико-механическая квантовая память на запоминании квантовых состояний фотонов в фононах. Но это уже другая история.

Компания Microsoft совместно с разработчиком квантовых компьютеров Quantinuum сообщила о разработке методологии, которая позволяет значительно снизить частоту появления ошибок при исполнении квантовых алгоритмов. Решение Microsoft не только снижает частоту появления ошибок, но также позволяет исправлять ошибки, что открывает путь к коммерческим квантовым системам и новой эре в вычислениях.

Источник изображения: Microsoft

Современные квантовые платформы подвержены шуму и поэтому ошибки вычислений на них неизбежны и многочисленны. Например, согласно анализу специалистов Google, для достижения полной безошибочности вычислений каждый логический кубит должен состоять из 1000 физических кубитов. Тем самым коммерчески значимый квантовый компьютер из 1000 логических кубитов, на которых будут исполняться алгоритмы, должен состоять из 1 млн физических кубитов. Это будет безумно дорого, но также неэффективно уверяют в Microsoft.

«Простое увеличение числа физических кубитов с высокой частотой ошибок — без улучшения этого показателя — бесполезно, поскольку в результате большой квантовый компьютер станет не более производительным, чем раньше, — утверждают Деннис Том (Dennis Tom), генеральный менеджер Azure Quantum, и Криста Своре (Krysta Svore), вице-президент подразделения Advanced Quantum Development Microsoft. — Напротив, когда физические кубиты с достаточным качеством работы используются со специализированной системой управления и диагностики для обеспечения работы виртуальных кубитов, только тогда увеличение числа физических кубитов приводит к созданию мощных, отказоустойчивых квантовых компьютеров, способных выполнять более длительные и сложные вычисления».

Иначе говоря, необходимы такие решения, которые помогут снизить как частоту появления ошибок физических кубитов, так и логических. Это позволит создавать логические кубиты из меньшего числа физических кубитов и быстрее приведёт к появлению коммерчески значимых квантовых систем, ведь, худо-бедно, а собрать сегодня платформу из 1000 физических кубитов — это реально.

Используя квантовую платформу компании Quantinuum на ловушках ионов и фирменный процессор Quantinuum H2, команда исследователей смогла объединить 30 физических кубитов в четыре высоконадёжных логических кубита. На этих четырёх кубитах было запущено свыше 14 тыс. алгоритмов, в процессе обработки которых не возникло ни единой ошибки. Отдельные эксперименты были посвящены исправлению ошибок логических кубитов без разрушения их состояния. По мнению постановщиков экспериментов — это прорыв и начало новой эры квантовых вычислений.

Это шаг в правильном направлении для квантовых вычислений. Остается ещё много проблем, которые предстоит решить, а затем повсеместно внедрить, но теоретически компьютер со 100 такими логическими кубитами уже может быть полезен для решения некоторых задач, тогда как система с 1000 кубитами, по словам Microsoft, «может обеспечить коммерческое преимущество».

Работа специалистов Microsoft, посвящённая этому исследованию, свободно доступна по ссылке.

Плюсы и минусы использования памяти 3D NAND очевидны: плотность и дешевизна играют против сложности алгоритмов и высокого износа. С кубитами в квантовых процессорах аналогичный подход может дать больше выгоды. Они тоже могут быть многоуровневыми, что увеличит плотность без усложнения архитектуры, а масштабирование квантовых систем пока является большой проблемой. Российские физики выбрали путь использования многоуровневых кубитов и это приносит результат.

Выпущенный в России 8-кубитный процессор. Источник изображения: Университета МИСИС

В журнале Physical Review A. (Q1) вышла новая статья за авторством исследователей Университета МИСИС, Российского квантового центра, ФИАН им. Лебедева и МФТИ, в которой доказана эффективность кутритов — трёхуровневых квантовых систем. Работа освещает два важных аспекта. Во-первых, это независимость от выбора платформы — кубит может быть в принципе любым. Во-вторых, один многоуровневый кубит может заменить два обычных для исполнения алгоритма. В качестве дополнительного эффекта можно ещё назвать симуляцию физических явлений, которые не поддаются расчётам на классических компьютерах.

«Для меня этот результат представляется важным прежде всего потому, что одновременно, фактически в параллельном режиме, квантовые алгоритмы были запущены на двух совершенно разных физических платформах — сверхпроводящей и ионной — в двух ведущих российских исследовательских центрах. Идентичность результатов указывает на высокую достоверность и воспроизводимость расчётов на разных аппаратных средствах и, конечно, на справедливость квантовых постулатов. И, конечно, тот факт, что мы впервые использовали ионные и сверхпроводящие кутриты также выделяет данное исследование: в мире насчитывается всего несколько групп, которые овладели этим методом», — сообщил директор Физического института им. П.Н. Лебедева РАН Николай Колачевский.

Исследователи использовали кутриты — кубиты с двумя основными состояниями и одним дополнительным. В ФИАН была создана платформа на ионах в ловушке, а в НИТУ МИСИС на сверхпроводниковом 8-кубитном процессоре. С помощью кутритов исследователи смоделировали неравновесный фазовый переход нарушения симметрии чётности и времени. Такая симметрия нарушается, если изолированная физическая система начинает взаимодействовать с окружающим миром, теряя при этом часть своей энергии.

Фактически платформами на кутритах был выполнен алгоритм, позволивший смоделировать различные режимы затухающих колебаний абстрактной квантовой системы. Подобная концепция ранее была предложена научной группой хельсинского университета Аалто, однако, в отличие от финских коллег, российским учёным для реализации идеи потребовался всего лишь один кутрит вместо двух полноценных кубитов, что является более экономичным решением с точки зрения ресурсов квантового процессора.

Предложенный подход обещает приблизить практическую ценность квантовых платформ без достижения умопомрачительного количества кубитов в архитектуре. Алгоритмы будут сложнее — этого не отнять. Но с математикой в России всегда было хорошо и это, очевидно, проще, чем создать ресурсоёмкий квантовый компьютер.

«Исследование дополнительного уровня на сверхпроводниковых кубитах представляет для нас больший интерес. Проделанная работа является важным шагом на пути к реализации защищенных логических кубитов с использованием кодов коррекции квантовых ошибок, так как именно утечка квантовой информации на этот уровень считается наиболее трудно исправляемой ошибкой. Кроме того, дополнительный уровень даёт новые возможности с точки зрения выполнения квантовых алгоритмов здесь и сейчас», — сообщила первый автор работы, сотрудник РКЦ и лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий Университета МИСИС Алёна Казьмина.

Но самое главное в проделанной работе — это потенциал к дальнейшему наращиванию числа состояний у отдельных кубитов. Ведь таких может быть больше трёх, что наглядно демонстрирует та же память 3D NAND. Поэтому российские физики не забывают также о куквартах, куквинтах и других многоуровневых кубитах. Но это уже другая история.