Skaičiavimo galia pasiekia krizės tašką. Jei ir toliau stebėsime tendenciją, kuri buvo įdiegta nuo kompiuterių, iki 2040 m. Mes negalėsime maitinti visų pasaulio mašinų, nebent sugebėsime nulaužti kvantinį skaičiavimą.
kaip sureguliuoti ekrano dydį antrajame monitoriuje
Kvantiniai kompiuteriai žada didesnį greitį ir patikimesnį saugumą nei klasikiniai analogai, o mokslininkai dešimtmečius stengėsi sukurti kvantinį kompiuterį.
Kas yra kvantas ir kaip jis mums padeda?
Kvantinis skaičiavimas skiriasi nuo klasikinio skaičiavimo vienu esminiu būdu - informacijos saugojimo būdu. Kvantinis skaičiavimas maksimaliai išnaudoja keistą kvantinės mechanikos savybę, vadinamą superpozicija. Tai reiškia, kad vienas „vienetas“ gali turėti daug daugiau informacijos nei atitikmuo, randamas klasikiniame skaičiavime.
Informacija kaupiama „ bitai „Valstybėje“ 1 „Arba“ 0 , ’Kaip šviesos jungiklis, kuris įsijungia arba išsijungia. Priešingai, kvantinis skaičiavimas gali apimti informacijos vienetą, kuris gali būti 1 , 0 , Arba a dviejų valstybių superpozicija .
Pagalvokite apie superpoziciją kaip apie sferą. „ 1 „Parašyta šiaurės ašigalyje ir 0 ‘Parašyta pietuose - du klasikiniai bitai. Tačiau kvantinį bitą (arba kubitą) galima rasti bet kur tarp polių.
Kvantiniai bitai, kurie gali būti įjungti ir išjungti tuo pačiu metu, suteikia revoliucinę, didelio našumo paradigmą, kurioje informacija saugoma ir apdorojama efektyviau, sakė dr. Kuei-Lin Chiu dr. Chiu buvo Masačusetso technologijos instituto medžiagų kvantinio mechaninio elgesio tyrinėtojas.
Galimybė kaupti daug didesnį informacijos kiekį vienete reiškia, kad kvantinis skaičiavimas gali būti greitesnis ir efektyviau energiją vartojantis nei šiandien naudojami kompiuteriai. Tai kodėl taip sunku pasiekti?
Kvitų kūrimas
Kvabitus, kvantinio kompiuterio stuburą, yra keblu pagaminti, o juos sukūrus, juos dar sunkiau kontroliuoti. Mokslininkai turi priversti juos sąveikauti tam tikrais būdais, kurie veiktų kvantiniame kompiuteryje.
Tyrėjai bandė panaudoti superlaidžiąsias medžiagas, jonų gaudyklėse esančius jonus, atskirus neutralius atomus ir įvairaus sudėtingumo molekules. Tačiau sunku priversti juos ilgai laikytis kvantinės informacijos.
Žr. Susijusius Kaip sukurti savo kompiuterį
Naujausių tyrimų metu MIT mokslininkai sukūrė naują metodą, kubitais naudodami paprastų molekulių, sudarytų tik iš dviejų atomų, grupę.
Mes naudojame ultracold molekules, kaip „kubitus“. 2017 m. „Alphr“ teigė profesorius Martinas Zwierleinas, pagrindinis šio straipsnio autorius. Molekulės jau seniai siūlomos kaip kvantinės informacijos nešėjos, pasižyminčios labai naudingomis savybėmis, palyginti su kitomis sistemomis, tokiomis kaip atomai, jonai, superlaidūs kubitai. ir kt. Čia mes pirmą kartą parodome, kad tokią kvantinę informaciją galite saugoti ilgesnį laiką ultrakaltų molekulių dujose. Be abejo, galutinis kvantinis kompiuteris taip pat turės atlikti skaičiavimus, pavyzdžiui, kad kvitai sąveikautų tarpusavyje, kad suprastų vadinamuosius vartus. Zwierleinas tęsė: Bet pirmiausia reikia parodyti, kad netgi galite laikytis kvantinės informacijos, ir tai mes padarėme.
MIT sukurti kvitai laikėsi kvantinės informacijos ilgiau nei ankstesni bandymai, bet vis tiek tik vieną sekundę. Šis laikotarpis gali skambėti trumpai, bet iš tikrųjų jis yra tūkstantį kartų ilgesnis nei atliktas palyginamasis eksperimentas, paaiškino Zwierlein.
Visai neseniai Naujojo Pietų Velso universiteto mokslininkai padarė didelį proveržį siekdami kvantinio skaičiavimo. Jie išrado naujo tipo kubitą, vadinamą flip-flop qubit, kuris naudoja elektroną ir fosforo atomo branduolį. Juos valdo elektrinis, o ne magnetinis signalas, todėl juos lengviau paskirstyti. 'Flip-flop' kubitas veikia traukiant elektroną nuo branduolio, naudojant elektrinį lauką, sukuriant elektrinį dipolį.
Už kvitų
Tačiau mokslininkai turi tai išsiaiškinti ne tik kubitais. Jie taip pat turi nustatyti medžiagą, kad kvantinės skaičiavimo mikroschemos būtų sėkmingos.
Čiu popieriaus , paskelbta anksčiau 2017 m., Rasta itin plonų medžiagų sluoksnių, kurie galėtų būti kvantinio skaičiavimo lusto pagrindas. Chiu sakė „Alphr“: „Įdomu šiame tyrime yra tai, kaip mes pasirenkame tinkamą medžiagą, išsiaiškiname jos unikalias savybes ir naudojamės jos pranašumu tinkamam kubitui sukurti.
Moore'o įstatymas prognozuoja, kad silicio mikroschemų tranzistorių tankis padvigubėja maždaug kas 18 mėnesių, sakė Chiu Alphr. Tačiau šie palaipsniui susitraukiantys tranzistoriai galų gale pasieks nedidelę skalę, kur kvantinė mechanika vaidins svarbų vaidmenį.
Moore'o įstatymas, kurį nurodė Chiu, yra skaičiavimo terminas, kurį 1970 m. Sukūrė „Intel“ įkūrėjas Gordonas Moore'as. Jame teigiama, kad bendra kompiuterių apdorojimo galia padvigubėja maždaug kas dvejus metus. Kaip teigia Chiu, mikroschemų tankis mažėja - į šią problemą potencialiai gali atsakyti kvantinės skaičiavimo mikroschemos.
Ar kvantinis skaičiavimas yra pagrindinė garų programa?
Kas yra garo įranga?
Jei niekada negirdėjote apie šį terminą garų indai , tai iš esmės yra su programine įranga susijęs produktas, kuris yra reklamuojamas, bet dar nėra prieinamas arba galbūt niekada nepasiekiamas. Pavyzdys yra programinės įrangos produktas, kuris buvo labai parduodamas, bet niekada neišvydo dienos šviesos.
Nepaisant to, kad žmonės dešimtmečius optimistiškai prognozavo kvantinių kompiuterių poveikį ir įvairius pasiekimus verslo ir mokslinių tyrimų aplinkoje, kiek arti esame svajonėje apie kvantinį skaičiavimą? Ar ši situacija yra ateities garų programos prognozė, ar ji taps kažkuo naudinga?
Gilinamės į kvantinio skaičiavimo tikrovė kitame straipsnyje. Apibendrinant galima pasakyti, kad ateinančiais ar dvejais metais kvantinis kompiuteris greičiausiai atliks labai nerealų skaičiavimą greičiau nei įprastas kompiuteris. Tačiau tai nebus paprastas procesas ir jis nebus pigus ar naudingas kasdieniams vartotojams.
