eng
Просмотры: 4108
10.06.2021
В докладе д.ф.-м.н.Виктора Задкова, директора Института Спектроскопии РАН (ИСАН) обсуждается дискуссионный вопрос: «Целесообразно ли для России интенсивно включаться в международную гонку квантовых технологий, на которую Россия будет тратить около половины всего бюджета на науку в стране с весьма непонятным результатом в конце.
Современные технологии наноэлектроники позволяют массово производить чипы с разрешением порядка десяти и даже меньше нанометров, а в лабораториях — с атомным разрешением. При таких темпах элементарные логические вентили, из которых состоят эти микросхемы, скоро будут состоять из сотен или даже десятков атомов, а в пределе — из отдельных атомов. Так что эти устройства больше не будут подчиняться законам бклассической физики и их квантовая природа начнет играть существенную роль. Такие устройства квантовой логики можно использовать для создания квантового компьютера.
В докладе освещены основные направления развития современной области квантовых симуляторов и компьютеров, кратко рассмотрено состояние дел в разработке прототипов. Даны ответы на вопросы о том каковы преимущества квантовых компьютеров перед классическими и заменят ли квантовые компьютеры классические? (Ответ на последний вопрос — нет). Обсуждается целесообразность интенсивного включения России в международную гонку квантовых технологий, на которую Россия будет тратить около половины всего бюджета на науку в стране с весьма непонятным результатом в конце.
В заключение, предлагается альтернативная парадигма создания в России цифровой элементной базы и технологий для производства с ее использованием чипов на базе т.н. сверхпроводниковой быстрой одноквантовой логики (RSFQ) — когда роль бита классической информации играет флакс электронов, проскакивающий через узкую щель сверхпроводящего металлического колечка.
Работоспособность цифровых чипов, построенных по такой технологии была продемонстрирована еще в 1983-1985 годах, когда в СССР по предложению Лихарева и Кошельца был запущен первый в СССР мегагрант (5 млн долларов в год) для реализации этого проекта. Проект был успешно выполнен, и были продемонстрированы и реализованы в чипах все основные принципы работы RSFQ-логики и устройств на ее основе.
Уже в 2010 годк RSFQ-чипы имели тактовую частоту вплоть до 1 ГГц, а потребление энергии составляло лишь доли пДж. Сами устройства нашли широкое применение за рубежом в спецтехнике. В то же время был разработан проект персонального терафлопного суперкомпьютера на основе RSFQ-чипов стоимостью в 100 тыс. долларов США и потребляемой мощностью в 1 кВт! При этом технологии производства таких чипов не требуют нанометрового разрешения, а сам компьютер — отдельной электростанции для его функционирования и огромного комплекса охлаждения для утилизации рассеянной энергии.
Такие технологии вполне могли бы стать основой производимых в России мощных вычислительных устройств, отличных по своей парадигме элементной базы и программному обеспечению от тех, что активно продвигаются за рубежом. в частности в США. Их потенциал выше и по скорости работы и по потреблению на несколько порядков. При этом сами компьютеры остаются линейными (т.е. не используют параллелизм). Последнее особенно важно, поскольку большинство задач для численных расчетов не могут быть распараллелены.
Видеозапись доклада
В докладе освещены основные направления развития современной области квантовых симуляторов и компьютеров, кратко рассмотрено состояние дел в разработке прототипов. Даны ответы на вопросы о том каковы преимущества квантовых компьютеров перед классическими и заменят ли квантовые компьютеры классические? (Ответ на последний вопрос — нет). Обсуждается целесообразность интенсивного включения России в международную гонку квантовых технологий, на которую Россия будет тратить около половины всего бюджета на науку в стране с весьма непонятным результатом в конце.
В заключение, предлагается альтернативная парадигма создания в России цифровой элементной базы и технологий для производства с ее использованием чипов на базе т.н. сверхпроводниковой быстрой одноквантовой логики (RSFQ) — когда роль бита классической информации играет флакс электронов, проскакивающий через узкую щель сверхпроводящего металлического колечка.
Работоспособность цифровых чипов, построенных по такой технологии была продемонстрирована еще в 1983-1985 годах, когда в СССР по предложению Лихарева и Кошельца был запущен первый в СССР мегагрант (5 млн долларов в год) для реализации этого проекта. Проект был успешно выполнен, и были продемонстрированы и реализованы в чипах все основные принципы работы RSFQ-логики и устройств на ее основе.
Уже в 2010 годк RSFQ-чипы имели тактовую частоту вплоть до 1 ГГц, а потребление энергии составляло лишь доли пДж. Сами устройства нашли широкое применение за рубежом в спецтехнике. В то же время был разработан проект персонального терафлопного суперкомпьютера на основе RSFQ-чипов стоимостью в 100 тыс. долларов США и потребляемой мощностью в 1 кВт! При этом технологии производства таких чипов не требуют нанометрового разрешения, а сам компьютер — отдельной электростанции для его функционирования и огромного комплекса охлаждения для утилизации рассеянной энергии.
Такие технологии вполне могли бы стать основой производимых в России мощных вычислительных устройств, отличных по своей парадигме элементной базы и программному обеспечению от тех, что активно продвигаются за рубежом. в частности в США. Их потенциал выше и по скорости работы и по потреблению на несколько порядков. При этом сами компьютеры остаются линейными (т.е. не используют параллелизм). Последнее особенно важно, поскольку большинство задач для численных расчетов не могут быть распараллелены.
Видеозапись доклада
Комментарии читателей
