AQUA@home

AQUA@home

Визуализация расчётов в клиенте
Операционная система	Кроссплатформенное ПО
Первый выпуск	4 ноября 2008
Аппаратная платформа	BOINC
Последняя версия	• Adiabatic QUantum Algorithms Multi-Threaded: 2.35 CUDA Enabled: 3.37
Состояние	Завершен
Сайт	http://aqua.dwavesys.com/

AQUA@home (Adiabatic QUantum Algorithms at home) — проект добровольных вычислений канадской компании D-Wave Systems Inc, работающего на платформе BOINC. Цель проекта — спрогнозировать эффективность сверхпроводимого адиабатического квантового компьютера на целый ряд проблем, начиная от материаловедения до машинного обучения. Разрабатываются и анализируются алгоритмы квантовых вычислений, используя квантовый метод Монте-Карло.

AQUA@home
Платформа	BOINC
Объём загружаемого ПО	<1 МБ
Объём загружаемых данных задания	300 КБ (FP), 500 КБ (AQUA),  ? КБ (IQUANA)
Объём отправляемых данных задания	3 КБ (FP), 300 КБ (AQUA), 400 КБ (IQUANA)
Объём места на диске	3 МБ
Используемый объём памяти	2 МБ (FP), 32 МБ (AQUA), 28 МБ (IQUANA)
Графический интерфейс	нет
Среднее время расчёта задания	1—1,5 часа (FP), 90 часов (AQUA), 73 часа (IQUANA)
Deadline	10 дней (FP), 44 дня (AQUA), 21 день (IQUANA)
Возможность использования GPU	нет

Хронология создания компьютеров

В 2007 году компания D-Wave впервые продемонстрировала 16-кубитный квантовый процессор Orion. Его чип выполнен из ниобия, который охлаждается в жидком гелии до температуры близкой к абсолютному нулю. Поэтому компьютер и называют адиабатическим, так как при таком охлаждении возникают условия, когда система не получает и не отдает тепло. При этом 16 металлических дорожек из ниобия, расположенные на кремниевой подложке и разделенные изолятором, начинают пропускать электрический ток по часовой стрелке, против неё или в обоих направлениях. Таким образом, выполняется главное условие квантовых вычислений — суперпозиция двух состояний в квантовом бите информации (кубите). Вся информация хранится в виде направлений течения тока по металлическим петлям и переходам. Позже, в 2008 году, компания представила 28-кубитный квантовый процессор Leda с усовершенствованной технологией связи между кубитами. В 2011 году компания заявила о подписании контракта с американской компанией — Lockheed Martin (основной подрядчик министерства обороны США по производству вооружений), на поставку 128-ми кубитного компьютера D-Wave One^{[источник не указан 519 дней]}. Стоимость контракта — 10 млн долларов США. Таким образом, D-Wave One стал первой в истории человечества коммерческой моделью квантового компьютера^{[источник не указан 519 дней]}. 23 августа 2011 года администрация проекта опубликовала новость о прекращении деятельности^[1].

Единицы измерения информации в квантовых компьютерах

Основная статья: Кубит

В отличие от привычной единицы информации — бит, который может принимать только одно из двух возможных значений — или «0», или «1», кубит в соответствии с принципом неопределенности квантовой механики, может находиться в суперпозиции — одновременно в состоянии и «0», и «1». Поэтому квантовое вычислительное устройство размером L кубит может выполнять параллельно $2^{L}$ операций: если квантовый процессор Orion мог выполнять параллельно $2^{16}$=65 536 операций, то процессор Leda — уже $2^{28}$= 268 435 456. Останавливаться на достигнутом в D-Wave не собираются — на очереди квантовые компьютеры с 512 и 1024 кубитами. Это открывает фантастические возможности для вычислений.

Применение квантовых компьютеров

Пока варианты использования квантовых компьютеров D-Wave ограничены возможностями вычислительных алгоритмов, для развития которых и предназначен проект AQUA@home. Но уже сейчас Orion с успехом справляется со сложнейшей задачей распознавания образов на фотографиях, играючи решает японскую головоломку Судоку, по заданным параметрам производит поиск молекул в химической базе данных. Наилучшим образом проявить себя квантовые компьютеры смогут в решении задач с большим числом переменных, требующих распараллеливания вычислений на множество потоков. Это задачи теории управления, оптимизации процессов, моделирования работы сложных физических, химических и биологических систем. Но прежде, чем все это заработает участникам AQUA@home предстоит сделать свой вклад в развитие адиабатического квантового алгоритма вычислений.

Статистика вычислений проекта

Данные на 10 июня 2011 года^[2]

Средняя скорость (гигафлопс) среднее кол-во новых хостов за 24 ч. среднее кол-во новых пользователей за 24 ч. Среднее кол-во заданий в постоянной обработке 146,571 83 42 22,324 Самые активные команды проекта Здесь представлены самые активные, участвующие в разработке квантового компьютера. Данные на 10 июня 2011 года[3] Позиция Название организации Кол-во частников Очков среднем за день Всего очков Страна 1 Движение "Дух времени" 5169 22,959,202 1,315,028,954 Международная 2 SETI.USA 559 2,144,313 1,142,639,475 США (Команда) 3 L'Alliance Francophone 534 1,579,897 847,866,783 Международная 4 Russia 565 1,165,845 784,146,664 Россия (Команда) 5 SETI.Germany 675 1,465,948 542,688,834 Германия (Команда) Примечания ↑ | AQUA@home announcement ↑ официальная статистика сайта ↑ статистика команд на официальном сайте См. также Добровольные вычисления BOINC Квантовый компьютер Ссылки Официальный сайт проекта