Первый коммерческий квантовый компьютер

[С.И. Доронин]

13 февраля 2007 г. компания D-Wave Systems официально обнародовала первый коммерческий квантовый компьютер и провела его демонстрацию в Силиконовой Долине.

15 февраля на эту тему появилась заметка в PhysicsWeb http://physicsweb.org/articles/news/11/2/14/1  Чтобы ее прочитать нужна регистрация, поэтому я ее здесь воспроизведу:

Firm claims first "commercial" quantum computer
15 February 2007

A small company in Canada claims to have built the world's first "commercially viable" quantum computer. D-Wave Systems of Vancouver says that its Orion computer, which is built from superconducting materials, can perform a simple algorithm to search databases. The company says it will start selling a commercial version of the machine in 2008 -- but few details of it are available and many physicists are highly sceptical of D-Wave's claims.

In a classical computer, bits of information are stored as either "0" or "1". Any working quantum computer would need to exploit the ability of quantum particles to also be in superpositions of both states. Such "qubits" can, in principle, allow a quantum computer to outperform a classical computer for certain tasks. D-Wave, which was founded in 1999 by the physicist Geordie Rose, says that its device has 16 qubits that are based on circuits made from two superconducting materials – aluminium and niobium. 
Electrical circuits made from such materials are promising candidates for quantum computers because they can be made from thin films using conventional microchip fabrication technology. The difficulty, however, is connecting and controlling the qubits in such a way that they can be used to perform calculations. In particular, qubits rapidly lose the information they are holding by interacting with their surroundings.

D-Wave claims to have minimized this problem of “decoherence” using a novel version of a technique called adiabatic quantum computation, or AQC, which controls the computer in a slow and continuous manner. However, AQC itself has yet to be demonstrated experimentally, leaving many in the quantum computation community wondering exactly how Orion works.

“If they have achieved control over 16 bits they have done something exciting," says Andrew Steane, a physicist at Oxford University in the UK. However, Steane says that D-Wave's announcement came completely out of the blue and he remains highly sceptical until the company releases more information.

About the author
Hamish Johnston is editor of Physics Web

Физики пока настороженно к этому относятся, компания слишком мало информации предоставляет. Хотя, как я понимаю, на стадии коммерческого производства у фирм обычно есть свои ноу-хау и свои технологические секреты, которые они не станут обнародовать.

К настоящему времени физики предложили и экспериментально исследовали довольно много самых различных способов практической реализации квантового компьютера. Дальше дело за инженерами и поиском оригинальных технических решений, что, по-видимому, удалось сделать этой фирме.

[ksv]

Да, будем надеяться, что им действительно удалось создать заявленное.

Но с другой стороны, насколько оправданны на Ваш взгляд усилия инженеров и физиков во всем мире, направляемые на создание именно квантового компьютера?

Безусловно, его мощность по сравнению с классическим просто невероятна, однако он будет всего лишь вычислителем. Не перспективнее ли направлять усилия на разработку и создание квантовых машин?

Для практического освоения человечеством тех грандиозных миров, которые открыла квантовая физика, вычислителя явно недостаточно! Нужны кантовые машины, позволяющие непосредственно исследовать эти миры, воссоздавать их, преобразовывать.

Главная трудность создания квантового компьютера насколько я понимаю - изолировать вычислительный процесс от декогеренции средой, т.е. создать замкнутую систему.

Создавая замкнутую системы, мы теряем доступ к уже существующей в мире квантовой информации, ради проведения вычислений над собственной информацией. Но уже существующая квантовая информация чрезвычайно интересна в плане объективного изучения и преобразования. Поэтому для квантовых машин главным будет чувствительность и избирательность по отношению к квантовой информации.

[С.И. Доронин]

На квантовый компьютер, действительно, обычно смотрят как на продвинутый «вычислитель». Но такой взгляд, я считаю, довольно поверхностным. Достаточно сложить в уме «2+2», чтобы понять его действительную значимость и фантастически-невероятные возможности при грамотном подходе.
С одной стороны – его основным рабочим ресурсом являются нелокальные квантовые корреляции, с другой – есть возможность управлять этими корреляциями по заданному алгоритму. Т.е. речь идет об управляемых процессах на тонких квантовых уровнях реальности.

Не случайно сейчас говорят о второй квантовой революции. Это уже не просто манипулирование веществом и физическими полями, как было раньше, а управление тонкими структурами, что действительно является настоящим прорывом и имеет фантастические перспективы, которые, к сожалению, можно обратить не только во благо, но и во зло. Квантовый компьютер может стать оружием пострашнее атомной бомбы, я уже высказывал как-то свои опасения на этот счет: http://physmag.hut1.ru/forum/topic.php?forum=6&topic=6&start=3#1107478171   

Я полагаю, квантовый компьютер как раз и может стать основой той самой «квантовой машины», о которой Вы пишите, позволяющей «непосредственно исследовать эти миры, воссоздавать их, преобразовывать» . Только пока это плохо осознано физиками, многие из них по-прежнему придерживаются классических представлений о реальности .

Кстати, интересное совпадение, наш портал, и, в частности этот форум, как можно увидеть из приветствия от Simple Machines, заработал как раз в тот день, когда был официально продемонстрирован первый коммерческий квантовый компьютер .

[ksv]

Но любой компьютер - это по определению прежде всего вычислитель. И квантовый компьютер не исключение. Посмотрите как позиционирует вышеназванная фирма свой Orion. Прежде всего как компьютер прикладного назначения. Людям, которые будут с ним работать будет безразлично, какой нелокальный ресурс он использует и "как" он производит свои вычисления. Их будет интересовать прежде всего результат и возможность его получения за приемлемое время.

Как я уже говорил, квантовый компьютер создается для проведения вычислений над строго заданными входными данными и по строго определенным алгоритмам, поэтому он создается как замкнутая система. Получения такой системы в условиях декоренции и составляет главную трудность в создании квантового компьютера. Но это же приводит и к ограничениям квантового компьютера. Он сможет работать только с искусственно созданной суперпозицией входных данных, производя над ней операции по заданным алгоритмам. Эта искусственно созданная суперпозиция и составляет его нелокальный ресурс. Все прочие реально существующие нелокальные корреляции и «тонкие миры» в замкнутый вычислительный процесс не попадут. Да они и не имеют отношение к проводимому вычислительному процессу над заданными исходными данными.
Или Вы понимаете квантовый компьютер как то иначе ?

Поэтому, чтобы выделить технические устройства, которые будут работать с реально существующими квантовыми корреляциями, причем проведение вычислений для них будет далеко не главной функцией, я и говорю о квантовых машинах. Чтобы было понятно, сравните например экскаватор, бульдозер и компьютер, управляющий станком. Если последний работает по строго заданным алгоритмом и занят производством вычислений, то первые два занимаются манипуляцией веществом в широких пределах, совсем не занимаясь вычислениями (например, не просчитывают траекторию ковша с математической точностью) под непосредственным управлением человека.

Между этими двумя классами технических устройств: квантовым компьютером и квантовыми машинами - я вижу принципиальную разницу. Считаю создание машин более простой и перспективной задачей.

[Сия]

С одной стороны – его основным рабочим ресурсом являются нелокальные квантовые корреляции, с другой – есть возможность управлять этими корреляциями по заданному алгоритму. Т.е. речь идет об управляемых процессах на тонких квантовых уровнях реальности.

Не случайно сейчас говорят о второй квантовой революции. Это уже не просто манипулирование веществом и физическими полями, как было раньше, а управление тонкими структурами, что действительно является настоящим прорывом и имеет фантастические перспективы, которые, к сожалению, можно обратить не только во благо, но и во зло. Квантовый компьютер может стать оружием пострашнее атомной бомбы,

Сергей,
тебе не стоит так забываться всякий, говоря о нелокальности.
Нелокальность – это НЕлокальность!
А что касается нелокальных квантовых корреляций, так они вообще в нелокальности отсутствуют, как таковые, поскольку нелокальность не предполагает никаких знаний о ней.
О чем же тогда идет речь, когда говорится о НКК?
Речь идет о «нелокальных» квантовых корреляциях в псевдоНЕлокальности, то есть в пределах тех моделей и структур, которые строит сам человек, исследователь, которого-то НЕлокальность, как раз и выпирает из Реальности.
Поэтому говорить об управляемых процессах на тонких квантовых уровнях – это все равно, что ни о чем не говорить. Потому что все эти «тонкие уровни» есть плод твоего воображения. В реальности ничего этого нет, разве, что это будет созданная тобой, человек, реальность.
Что-то вроде того, догадываясь, что тут не все так гладко, тебе пытается сказать и ksv: «Как я уже говорил, квантовый компьютер создается для проведения вычислений над строго заданными входными данными и по строго определенным алгоритмам, поэтому он создается как замкнутая система. Получения такой системы в условиях декогеренции и составляет главную трудность в создании квантового компьютера. Но это же приводит и к ограничениям квантового компьютера. Он сможет работать только с искусственно созданной суперпозицией входных данных, производя над ней операции по заданным алгоритмам. Эта искусственно созданная суперпозиция и составляет его нелокальный ресурс. Все прочие реально существующие нелокальные корреляции и «тонкие миры» в замкнутый вычислительный процесс не попадут. Да они и не имеют отношение к проводимому вычислительному процессу над заданными исходными данными».

Зачем ты, Сергей, приписываешь Реальности, которая не пускает тебя своей НЕлокальностью к Себе то, что ты о ней дУМаешь?
НЕлокальность(Мастер) тебе как раз и говорит, что «тонкие структуры» и пр. «сущности», кроме как в твоей голове больше нигде не существуют.
И если они и появятся, то благодаря лишь твоему, человек, творчеству, как появилось на земле все то, что изобрел человек.
Но!
Ты ничего не сможешь родить, кроме того, что можно как-то тебе материализовать, то есть ТЕБЕ, человеку пощупать.
Квантовая физика указывает на НЕлокальность, которая говорит о возможностях человека творца на самом тонком его уровне, то есть на уровне мысли, того самого инструмента, благодаря которому ты и осведомлен. То есть в основе тебя, человек, мысль, не тоньше.
Отсюда и все перспективы твои по созданию КК. Другими словами, этими сущностями, в лучшем случае, могут оказаться МЫСЛИ, которые уже есть в реальности в уме, в сущности, в том же самом биоКК.
В лучшем случае, что может человек создать – это самого себя, что в принципе невозможно для него.
Возможно НЕ для него. Но это возможность уже реализована в тебе, например, Сергей.
Найти себя НЕ-КК и есть твое истинное предназначение, на что и указывает Мастер во все времена. А теперь и наука КФ.
Не следует об этом забывать.

Поэтому, чтобы выделить технические устройства, которые будут работать с реально существующими квантовыми корреляциями, причем проведение вычислений для них будет далеко не главной функцией, я и говорю о квантовых машинах. Чтобы было понятно, сравните например экскаватор, бульдозер и компьютер, управляющий станком. Если последний работает по строго заданным алгоритмом и занят производством вычислений, то первые два занимаются манипуляцией веществом в широких пределах, совсем не занимаясь вычислениями (например, не просчитывают траекторию ковша с математической точностью) под непосредственным управлением человека.

Между этими двумя классами технических устройств: квантовым компьютером и квантовыми машинами - я вижу принципиальную разницу. Считаю создание машин более простой и перспективной задачей.

В сущности, никакой разницы между КК и КМ нет.
Всего лишь дискретность подменяется непрерывностью аналоговых систем, которые есть тех же самые, но аналоговые программы, которые занимаются манипуляцией с локализуемым веществом.
Непрерывность в НЕлокальности не есть непрерывность в аналоговых системах!
Меркуй, почему.

[Любовь]

Сия
 и в аналоговых системах и в не локальности неприрывность схожего интегрального характера, бо и в аналоговых схемах электрончики бегають...
неприрывность нелокальности завязана на мерности, которые вроде как играют роль частоты, но развертка пространства таки присутствует в любой мерности, т.е. это привычная нам частота событий

[Сия]

Сия
 и в аналоговых системах и в не локальности неприрывность схожего интегрального характера, бо и в аналоговых схемах электрончики бегають...
неприрывность нелокальности завязана на мерности, которые вроде как играют роль частоты, но развертка пространства таки присутствует в любой мерности, т.е. это привычная нам частота событий

Интегральность то есть, в сущности, то же суммирование, не является НЕПРЕРЫВНОСТЬЮ в Реальности!
Это всего лишь попытка, которую предпринял ум, то есть человек, чтобы ухватить непрерывность, оставив ее, в сущности, дискретностью.
НЕПРЕРЫВНОСТЬ ЕСТЬ ОТ МГНОВЕНИЯ К МГНОВЕНИЮ, КАК ГЛУБИНА МГНОВЕНИЯ!

[Любовь]

так все зависит от выбранной модели, а модель подбирается под конкретную задачу...
когда Вы вкушаете пирожок, Вы не задумываететсь о его непрерывности... как и о том, то есть и другие пирожки на полочках, Вам пока не доступных по тем или иным причинам...
Вы его просто откусываете, пережевываете и глотаете в здесь и сейчас... последующие метаморфозы оного Вас тоже не волнуют...

[Сия]

так все зависит от выбранной модели, а модель подбирается под конкретную задачу...

Все зависит, прежде всего, от того, кто подбирает модель. Именно это ТОБОЙ и не учитывается.
ЭТО УЧЛА КВАНТОВАЯ ФИЗИКА!!!
Эйнштейн указал на относительность всего, что есть, на том основании, что это зависит от того, кто говорит, что так или иначе есть.
Модель лишь инструмент говорящего о том, что он моделирует. Но не только. Еще и о нем самом. И это, уже гораздо круче, это для слабонервных психических женщин, впрочем и мужчин тоже.
Мастер ни женщина, ни мужчина!

[/quote]когда Вы вкушаете пирожок, Вы не задумываететсь о его непрерывности... как и о том, то есть и другие пирожки на полочках, Вам пока не доступных по тем или иным причинам...
Вы его просто откусываете, пережевываете и глотаете в здесь и сейчас... последующие метаморфозы оного Вас тоже не волнуют...[/quote]

Человек о многом не задумывается. Но это говорит лишь о нем, как о человеке, о его бессознательности, как относительно естественного(когда ты насыщаешься пожирая пирожок), где и не стоит задумываться, если ты не исследуешь этот процесс с точки зрения обнаружения своего рабства от него,
так и относительно искусственного знания, которое направлено всегда в будущее, настоящий момент также пропускается, как и тогда, когда ты жрешь пирожок,
то есть, все зависит от тебя, набожная, от ментально обусловленного глупца, который лишь следует своей запрограммированности.

[Владимир]

от ментально обусловленного глупца

Мдя ... так Вы далеко пойдете ... 

[Владимир]

Закрытая тема со старого форума

berezuev:

> В частности, действительно, требуется бесконечная подстройка и уточнение
> смыслового содержания всех без исключения терминов. Такие тенденции на
> простых опытах с кирпичами не покажешь.

Да, очень хорошо, что Роман признал правду за оппонентом ...
интересно, что господин Березуев скажет на то, что
1. с одной стороны, Роман, конечно, (imho) прав, когда говорит
о собственной реальности наблюдателя (наблюдаемой этим субъективным набл.)
2. с другой как то не обращает внимания на то, что вся реальность - одина и цельна (в определенной терминологии - реальность со стороны ОН).
Хм, хотя, ведь и этот, якобы Объективный Наблюдатель (ОН) - "субъективен" - СН.

Реализация всех возможностей ... и "дурная" бесконечность ...
Вернулись на круги своя ?

[Владимир]

Единственное отличие ОН от СН - в статистике ! 
Statistica - как переход к новому уровню - качественному ...

Вопрос:
а являются ли реальные компьютеры, например, линейки IBM PC (SPARC и т.д.) -
строго детерминированными - работающими по принципу машины Тьюринга ? 

[Любовь]

Закрытая тема со старого форума

Реализация всех возможностей ... и "дурная" бесконечность ...
Вернулись на круги своя ?

а может быть субъективному наблюдателю просто непривычна множественность в силу сложившихся обстоятельств - фазы воплощения Вселенной?
однако, конструктор привлекает множественность для детерминированности изделия посредством задания необходимых проекций, которые отличаются друг от друга точкой обзора - точкой зрения...
 т.о. конструктор становится, отчасти, объективным наблюдателем в своей профессиональной деятельности...
 т.е. при расширении осознания допустимо вмещение различных точек зрения с сохранением адекватности...
иначе: чтобы быть объективным - надо осваивать множественность

что касаемо вычислений - то, как уже отметил Сергей Иванович, кофигурацией КК задается определенный алгоритм, иначе наша жизнь представляла бы собой сплошной хаос - в последующие мгновения каждый, как впрочем и все окружающее, могло бы превратиться в все, что угодно...
это просто принцип работы проекций или причинно-следственных связей на тонких - квантовых уровнях...

[Владимир]

Любовь:

> однако, конструктор привлекает множественность для детерминированности изделия посредством задания
> необходимых проекций, которые отличаются друг от друга точкой обзора - точкой зрения...
> т.о. конструктор становится, отчасти, объективным наблюдателем в своей профессиональной деятельности...
> т.е. при расширении осознания допустимо вмещение различных точек зрения с сохранением адекватности...
> иначе: чтобы быть объективным - надо осваивать множественность


Да, и есть ньюансы - тонкости:
1. у каждого "ограниченного" в знании субъективного наблюдателя (СН) свой набор - своя реальность,
точнее свой чусочек, часть реальности
2. И своя реальность у СН только в силу ограничений его знаний и никак иначе.
3. Т.е. например, если Вы хотите "осваивать множественность" - это значит 
делать единственно верные "вычисления" (назовем так) над определенным набором данных.

То есть вопрос в том, что Вам придется напрочь "забыть" о существовании других данных,
чтобы встать на одну единственно адекватную точку зрения субъективного наблюдателя,
с только ему доступным (только его собственным) набором данных о реальности.

И Роман Березуев на старом форуме писал, что с его точки зрения "проще" (практичнее)
ограничить теоретического субъективного наблюдателя
- создать, смоделировать, представить себе - сделать из себя субъективного наблюдателя,
ограничив набор знаний.

Мне представляется сомнительным, что "проще" (практичнее) ограничивать знания
- создавать виртуального субъективного наблюдателя, полностью абстрагируясь от всего остального знания.
Что это вообще возможно.
Себя то Вы в этом убедить сможете,
но если не сможете ограничить себя данным набором знаний,
например, 5-ти летнего ребенка, то и встать на его точку зрения
- единственно правильно симулировать его не получится!
- решение задачи по созданию виртуального субъективного наблюдателя (ребенка) будет не верным !!!
Ваше видение мира не будет совпадать с видением ребенка - ваш "плюрализм" будет не настоящим - липовым.
Если Вы только не сможете "замаскировать" всё остальное знание - данные.
("маска" - запрещенные,  )

И не говоря о сложности адекватного симулирования ограниченного знания "ребенка".
(А ведь все мы большие дети ...)

> чтобы быть объективным - надо осваивать множественность
Да, согласен - увеличение знания, которое будет включать и знания "ребенка" ...

> т.о. конструктор становится, отчасти, объективным наблюдателем в своей профессиональной деятельности...
Да, конечно, любой профессионал (обладающий большими знаниями в своей области) - более объективен.
********************************
Но Реальность - одна и едина,
статистическое накопление научных данных, например, во время эксперимента -
- это и есть "увеличение" разрядности знания - просто увеличение Знания.
Осколок голограммы отличается от целой голограммы только разрядностью.
Все мы осколки голограммы целого Знания, как и всё остальное ...

> что касаемо вычислений - то, как уже отметил Сергей Иванович, кофигурацией КК задается определенный алгоритм,

Да, алгоритм, но что такое алгоритм ?
===
Машина Тьюринга.
Представим себе неограниченную ленту с ячейками(дискретными позициями).
В каждой позиции может быть записан некотороый символ из алфавита A.
(A может содержать только 0 или 1, например).
Вся лента изначально заполнена пробелами "#".
Машина может просматривать один символ некоторой "головкой".
Машина имеет набор внутренних состояний {q1,q2,...qn}.
Машина содержит в себе программу, допускающую следующие действия:
просматривая символ E (на ленте) и находясь во внутреннем состоянии Q -
1. перейти в состояние Q1;
2. записать на ленту символ E1 (может быть E = E1);
3. сдвинуться на единицу влево/вправо или остаться на месте.
некоторое состояние считается начальным, входные данные расположены на ленте,
например, слева от начальной позиции головки.
Завершается вычисление, либо, если нет инструкции соответствующей (состоянию - символу),
либо, можно принять, что существует некоторое "хорошее" состояние.
То, что осталось на ленте после работы - результат вычислений.
Обычный компьютер представляет собой по сути машину Тьюринга.
===
Аргоритм управляется параметрами, например, результатими вычислений,
или, по-другому говоря, теми же самыми данными.
===
Да нет никаких пространственных измерений - ни 3-4 ни 10-11 !
Это упрощение - ограничение знания для удобства манипулирования данными
- для "вычисления" в реальном времени за приемлемое время.
Артилеристом для расчета баллистики полета снаряда достаточно набора данных Ньютона - механики 3 измерений,
а совсем не нужен взаимосвязанный набор данных (знаний) Эйнштейна, с учетом искривления 4 мерного 
пространства-времени.
Но это не значит, что теория Ньютона (набор взаимосвязанных данных - знания) описывает Реальность
более адекватно описывает Реальность, чем теория Эйнштейна.
Просто она более практична в данных условиях задачи вычисления.
===
Физики - это технологи цивилизации,
которые имеют достаточно знаний для реализации технологии - по-шагового выполнения определенных действий,
для достижения определенного требуемого результата.
Но это не значит, что физика описывает Реальность адекватнее, чем Теория Алгоритмов.
===
Аргоритм управляется параметрами, например, результатими вычислений,
или, по-другому говоря, теми же самыми данными.
===
Да нет никакого алгоритма !
Есть только взаимосвязанный набор данных - знания.
***
> это просто принцип работы проекций или причинно-следственных связей на тонких - квантовых уровнях...

Алгоритм - это и есть взаимосвязанный набор данных - знания.
Как только осуществляется эта взамосвязь ?
Взаимосвязь данных - данные высшего порядка - метаданные.
И т. д. ?

Квантовые уровни - скрытые, "замаскированные" метаданные для нас, субъективных наблюдателей.

[Владимир]

Информационный объект = Алгоритм уровня (уровня - до эмерджентного скачка) + Данные.
===
Аргоритм управляется параметрами,
например, результатими вычислений;
и грань между данными и самим алгоритмом - очень зыбкая ...  
===
Вопрос:
"О каком "детерминизме" тогда может идти речь?"
Детерминизме имеющихся данных?  
Алгоритма, как такового, нет вообще?
Машина Тьюринга ...
===
Алгоритм - это ... ?
Данные - это ... ?
Информация - это ... ?