Российские физики создали быстрый эмулятор многокубитного квантового компьютера
Российские физики разработали высокопроизводительный эмулятор 34-кубитного квантового компьютера. Программа точно воспроизводит квантовый компьютер и умещается на небольшом сервере. Ее можно использовать для тестирования и создания квантовых алгоритмов. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.
Квантовые устройства создаются в единичных экземплярах и решают конкретные задачи, поэтому их нельзя применить для разработки и отладки квантовых алгоритмов. Для этих целей ученые создают квантовые эмуляторы — программы, которые имитируют квантовый процессор на классическом компьютере. При этом физикам приходится делать выбор между универсальностью и объемом памяти. Например, квантовые эмуляторы на основе тензорных сетей позволяют имитировать больше сотни кубитов, но воспроизводят квантовую систему приближенно и поэтому решают только узкий класс задач. Эмуляторы на основе векторов состояния хранят все состояния системы, как в квантовом компьютере, но из-за этого выделяемая для них оперативная память растет экспоненциально с увеличением числа кубитов.
Физики из Российского квантового центра под руководством Алексея Федорова (Aleksey K. Fedorov) создали высокопроизводительный квантовый эмулятор на основе векторов состояния, который может содержать до 34 кубитов. Его основные особенности, помимо высокой производительности, — легкая поддержка кода и возможность добавления новых алгоритмов.
Чтобы создать эмулятор, авторы написали программу с нуля без использования библиотек линейной алгебры. Дело в том, что вычислитель на основе векторов состояния хранит в оперативной памяти все квантовые состояния системы. Для системы с n кубитами — это массив комплексных чисел размером 2
Математически это можно представить как умножение большой матрицы состояний на маленькую матрицу преобразования — вентиль. Библиотеки линейной алгебры, которые часто применяются при создании эмуляторов, оптимизированы под умножение больших матриц на большие матрицы, и поэтому здесь не эффективны. Ученые же учли особенность системы и написали код без них.
Для экономии необходимой оперативной памяти, которая растет экспоненциально при увеличении числа кубитов, авторы не создавали копию матрицы состояний при умножении ее на матрицу вентиля, а изменяли ее саму.
Еще одной технической особенностью работы стало использование современного языка программирования Rust, который позволяет добиться такой же высокой производительности, как при использовании C/C++, но на нем проще добавлять новый функционал в вычислитель и поддерживать корректность работы. Дополнительно авторы создали два модуля: поддержки языка для квантовых схем OpenQASM 2.0 и программирования на языке Python.
Для проверки эффективности эмулятора физики протестировали 10 квантовых алгоритмов, среди которых квантовое преобразование Фурье, квантовая нейронная сеть, модель Изинга и другие.
Вычисления запускались на одном процессоре Intel i9-10920X с оперативной памятью 256 гигабайт для разного числа кубитов. Максимальное число кубитов, которое поместилось в память, — 34. Все алгоритмы работали корректно, решив соответствующие квантовые задачи. Таким образом, разработанный квантовый эмулятор может точно имитировать квантовый компьютер средних размеров на небольшом сервере.
Ученые планируют добавить вычислительный модуль на графических процессорах (GPU) для ускорения эмулятора, автоматическое дифференцирование для разработки вариационных алгоритмов. С совершенствованием эмулятора у физиков появятся новые возможности, но уже сейчас вычислитель можно использовать для отладки и разработки квантовых алгоритмов.
Стоит отметить, что создание новых квантовых алгоритмов имеет практическое значение, поскольку существующие зачастую слишком сложны для квантовых вычислителей.
Илья Бения
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
EMULATOR-USB & HP USB ICE Evaluation Board
- Особенности и преимущества
- Подробнее о продукте
Особенности и преимущества
- Полноскоростной интерфейс USB 1.
1, обеспечивающий скорость загрузки до 150 КБ/с (ADZS-USB-ICE) или высокоскоростной интерфейс USB 2.0, обеспечивающий скорость загрузки до 1,5 МБ/с (ADZS-HPUSB-ICE) - Возможность работы с фоновым каналом телеметрии (BTC), обеспечивающая не влияющий на основную работу обмен данными со скоростью до 2,0 МБ/с (только ADZS-HPUSB-ICE)
- Работает с уровнями напряжения 1,8 В, 2,5 В и 3,3 В
- Поддерживает работу со всеми оснащенными интерфейсом JTAG процессорами и цифровыми сигнальными процессорами компании ADI
- Выдерживает сигналы с напряжением 5 В и совместим по уровню напряжения 3,3 В с процессорами и цифровыми сигнальными процессорами, питаемыми напряжением 5 В
- Возможность работы с несколькими процессорами
- 14-контактный разъем JTAG
- USB-кабель длиной 3 метра для подключения труднодоступных целевых устройств
- Соответствует основным требованиям директив ЕС
1, обеспечивающий скорость загрузки до 150 КБ/с (ADZS-USB-ICE) или высокоскоростной интерфейс USB 2.0, обеспечивающий скорость загрузки до 1,5 МБ/с (ADZS-HPUSB-ICE)Подробнее о продукте
Выпускаемые компанией Analog Devices недорогой эмулятор с интерфейсом USB и высококачественный эмулятор с интерфейсом USB представляет собой простые, портативные решения с интерфейсом JTAG для отладки процессоров и цифровых сигнальных процессоров компании Analog Devices.
Архитектура USB с возможностью быстрого подключения и работы (plug-and-play) позволяет операционной системе хоста автоматически обнаруживать и настраивать эмуляторы.
Высококачественный USB-эмулятор также поддерживает работу по каналу фоновой телеметрии (BTC), который предоставляет способ обмена данными между хостом и целевым устройством, не влияющий на характеристики целевой системы при работе в реальном времени.
Наименование компонента:
USB-эмулятор
Наименование компонента: ADZS-USB-ICE
Высококачественный USB-эмулятор
Наименование компонента: ADZS-HPUSB-ICE
Поддержка по работе с инструментами:
Телефон: 1-800-ANALOGD (262-5643)
Связаться с техподдержкой
Для получения дополнительной информации обращайтесь в местные офисы продаж и дистрибьюторов Analog Devices.
{{#each lists}}
{{/each}}
- Windows® 9x/NT 4.
- Процессор Intel Pentium® с тактовой частотой 166 МГц или выше
- 32 МБ ОЗУ и 200 МБ свободного места на жестком диске
- CrossCore Embedded Studio для процессоров компании Analog Devices
- VisualDSP ++ 3.5
Цена указана за одну единицу.
Цены указаны за одну штуку, в долларах США, на условиях ФОБ. Являются рекомендованными розничными ценами в США, приведены только для примерного расчета и могут меняться. Международные цены могут отличаться на величину местных пошлин, налогов, сборов и курсов валют.
КРОМОК | Circuit Simulator
Интерактивное и иммерсивное обучение
Я Майк Бушелл, индивидуальный разработчик этого амбициозного проекта. CRUMB предлагает простое в использовании и интерактивное введение в электронные схемы. Полностью реализованный в 3D, вы можете создавать прототипы схем так же, как на рабочем месте, без риска отказа терминальных компонентов или хлопот с заказом отдельных компонентов.
Широкий выбор деталей и функций позволяет получить представление о различных областях современной электроники.
CRUMB — идеальный инструмент для начинающих, энтузиастов-любителей и студентов, который может использовать их вместе с реальными электронными схемами.
Бесконечное количество комбинаций и возможностей
CRUMB предлагает широкий выбор компонентов даже на этой ранней стадии разработки. Нет никаких ограничений на то, какие схемы вы можете создавать. CRUMB включает в себя несколько встроенных примеров, демонстрирующих некоторые возможности CRUMB. В приведенном ниже списке выделены некоторые из включенных компонентов
Пассивные элементы, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности
Тактильные, ползунковые и DIP-переключатели
Полупроводники, такие как диоды, биполярные транзисторы, полевые МОП-транзисторы и выпрямители с кремниевым управлением
Светодиоды, преобразователи, семисегментные индикаторы
LCD и TFT дисплеи
Генераторы питания и сигналов постоянного тока
Большой выбор интегральных схем от базовой до сложной логики, таймеры, счетчики, память, EEPROM и операционные усилители
Полностью программируемый микроконтроллер
Редактор кода
Встроенный редактор кода был расширен, чтобы позволить просматривать и редактировать исходные файлы, которые я написал для программируемого микроконтроллера, включенного в CRUMB
Шестнадцатеричный редактор запрограммированы с помощью схемы (доступны как встроенные примеры) или значения могут быть введены вручную с помощью встроенного шестнадцатеричного редактора
Scope Analysis
Во встроенный осциллограф можно добавить до 4 компонентов, что позволит вам просматривать тонкости вашей схемы
Визуализация
CRUMB предлагает набор различных инструментов визуализации.
Вы можете просматривать ток и напряжение в проводах, логический вывод на контактах различных компонентов, подсвечивать метки контактов и аноды поляризованных компонентов и отключать освещение сцены для темного режима
CRUMB доступен для iOS и Android рядом с его рабочим столом. аналоги в Windows и MacOS. Разработка распределена по платформам, поскольку каждая из них предлагает свой набор уникальных задач. Версии для настольных ПК ведут разработку, а мобильные версии следуют их примеру чуть позже. Одной из проблем индивидуального разработчика является постоянное обновление всего
Чтобы просмотреть текущий статус разработки CRUMB на всех платформах, загляните в раздел разработки. будущее
Если у вас есть предложение по CRUMB, посетите форум и оставьте сообщение или не могут быть отправлены в следующие страны:
- Дом
- Категории товаров
- Программисты
- Внутрисхемный эмулятор AVR с интерфейсом USB
Пенсионер ПГМ-00012 RoHS
Примечание: Снятый с производства продукт
Этот продукт был исключен из нашего каталога и больше не продается.
Эта страница доступна для тех, кто ищет спецификации и просто любопытных.
Избранное Любимый 0
Список желаний
Пенсионер ПГМ-00012 RoHS
Примечание: Снятый с производства продукт
Этот продукт был исключен из нашего каталога и больше не продается. Эта страница доступна для тех, кто ищет спецификации и просто любопытных.
- Описание
- Функции
- Документы
Замена: Нет. Мы больше не носим этот продукт в нашем каталоге. Эта страница предназначена только для справки.
AVR-USB-JTAG обладает всеми возможностями оригинального AVR-JTAG, а также гибкостью интерфейса USB. Это недорогой аналог гораздо более дорогого JTAGICE с удобным и безопасным USB-интерфейсом с оптической развязкой. Используйте его для отладки и эмуляции многих процессоров Atmel! Это устройство оснащено гнездовым разъемом USB «B», что означает, что вам понадобится кабель USB A-B «папа/папа» для подключения его к компьютеру.
Примечание: Это не AT-JTAGICE-MK2. Если вы хотите работать с более новыми устройствами или с проводом отладки, этот JTAG не подойдет.
- Программирует все флэш-микроконтроллеры AVR, поддерживающие интерфейс ATJTAGICE
- Полная замена AVR-JTAGICE (AVR Studio считает, что это оригинальный JTAGICE)
- Оптоизолированный интерфейс обеспечивает безопасную отладку целевых плат высокого напряжения или большой мощности
- Нет необходимости во внешнем источнике питания — питается от USB-порта
- Работает с маломощными мишенями: Vcc 3,0–5,0 В
- использует схему разъема JTAG 2×5 контактов Atmel, которая отличается от подключения ICSP.
