Вы представитель учебного заведения ? Вашей организации ещё нет на нашем портале ? Добавить учебное заведение

Основные принципы и технология машины сверхпроводящего квантового отжига – доклад доктора Широ Кавабата (Япония)

С 1 по 10 Ноября МИЭМ НИУ ВШЭ посетил с очередным визитом старший научный сотрудник Института передовой промышленной науки и технологии (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Цукуба, Ибараки, Япония) доктор Широ Кавабата.
Доктор Кавабата выступил на научно-методическом семинаре Академического совета департамента электронной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ с докладом «Основные принципы и технология машины сверхпроводящего квантового отжига» («Basics and technology of Superconducting quantum annealing machine»).  Квантовый отжиг – это технология оптимизации, использующая эффекты квантового туннелирования и квантовой суперпозиции для увеличения вычислительной производительности. В 2011 канадская компания D-wave Systems выпустила на рынок первую коммерческую вычислительную машину на базе принципа квантового отжига. В 2017 компания выпустила новую машину с 2000 кубитами. Вычислительная машина компании D-wave Systems является синтезом сверхпроводящей наноэлектроники и квантовых технологий. В настоящее время значительное число IT компаний, таких как Google и множество старт-ап компаний приобрели вычислительные машины D-wave Systems. Тем не менее, для таких желаемых приложений как AI (искусственный интеллект, artificial intelligence) и IoT (интернет вещей, internet of things) требуется намного больше кубитов, чем имеется в настоящее время. На семинаре доктор Кавабата рассказал об основных принципах вычислительной машины на базе сверхпроводящего квантового отжига и о современном статусе этого направления. В дополнение Широ Кавабата рассказал о проекте японского Института передовой промышленной науки и технологии по реализации крупномасштабной вычислительной машины на базе квантового отжига с использованием ноу-хау института: напыления большого числа слоёв и мульти-чиповую упаковку. Координатором визита выступал доцент департамента электронной инженерии МИЭМ НИУ ВШЭ - PhD А. С. Васенко.
Кроме того, доктор Кавабата прочитал две лекции для студентов магистерской программы «Материалы. Приборы. Нанотехнологии»  по теме «Введение в квантовые вычисления и квантовый отжиг». Приводим аннотацию этого короткого курса. Крупнейшие мировые IT компании, включая IBM, Google и Microsoft в настоящее время пытаются реализовать коммерческие квантовые компьютеры на базе сверхпроводящей и полупроводниковой электроники с целью создать новый сверхмощный компьютер. Кроме того, канадская венчурная компания D-wave Systems выпустила на рынок коммерческую вычислительную машину на базе сверхпроводящего квантового отжига. Данная машина способна эффективно решать проблемы комбинаторной оптимизации. Цель курса – дать основные концепции быстро растущих областей квантового компьютинга и квантового отжига. Первая лекция была посвящена краткому введению в математические основы квантового компьютинга. Чтобы сравнить квантовый и классический компьютинг были разобраны простые квантовые алгоритмы. Во второй лекции  были изучены основы комбинаторной оптимизации и модель Изинга (Ising model). После чего доктор Кавабата  дал краткое введение в метод квантового отжига. В дополнение была обсуждена технология создания «железа» для машин на базе квантового отжига, а также возможные практические приложения таких машин.
Кавабата-сан получил свою докторскую степень по прикладной физике за теоретические исследования квантового хаоса в мезоскопических системах в 1998 году в Университете города Осака. После защиты он стал исследователем в Электротехнической лаборатории того же университета. В 2001 году доктор Кавабата получил позицию в Нанотехнологическом исследовательском центре при Институте передовой промышленной науки и технологии. В настоящее время он является старшим научным сотрудником этого центра. Основное направление исследований Широ Кавабаты – это теория сверхпроводящих контактов, спинтроника, физика топологических материалов и теория квантовой информации. Он внёс существенный вклад в теорию квантового зацепления в системах спиновой электроники, макроскопических квантовых явлений в высокотемпературных джозефсоновских контактах, терагерцовой радиации в джозефсоновских контактах, электронного охлаждения в контактах сверхпроводник/ ферромагнетик и в теорию сверхпроводящих квантовых метаматериалов. В настоящее время он руководит проектом по реализации сверхпроводящих квантовых компьютеров в своём институте.
В заключение расскажем об Институте передовой промышленной науки и технологии в городе Цукуба, префектуры Ибараки, в Японии. Этот институт – одна из самых крупных государственных исследовательских организаций в Японии. Его главное направление – создание и практическая реализация технологий, полезных японской индустрии и обществу и стирание границ между зарождающимися инновационными технологиями и их коммерческим применением. Для этих целей в институте организованы несколько департаментов, которые объединяют основные технологии для их усиления и развития. Институт передовой промышленной науки является ядром и первопроходцем японской национальной инновационной системы. Он состоит из 2000 исследователей в 10 центрах по всей Японии, основанных на национальной стратегии инноваций с учётом постоянно меняющейся внешней среды. Институт также участвует в создании глобальной инновационной сети по всему миру.
В 2018 планируется очередной визит доктора Кавабаты и, мы надеемся, он снова выступит перед студентами магистерской программы «Материалы. Приборы. Нанотехнологии». Данная возможность согласована с руководителем программы доцентом департамента электронной инженерии к.ф.-м.н. Д. А. Бограчёвым. Доктор Кавабата обещал проработать программу более обширного вводного курса в квантовый компьютинг и квантовый отжиг.

Прошлый визит доктора Кавабата в МИЭМ НИУ ВШЭ.
вуз: Московский государственный институт электроники и математики (технический университет)
Комментариев нет
  • Желаете оставить комментарий?