Quantum Computers: MIT a Harvard se přiblíží "Quantum Simulator"

$config[ads_kvadrat] not found

We’re Close to a Universal Quantum Computer, Here’s Where We're At

We’re Close to a Universal Quantum Computer, Here’s Where We're At
Anonim

Kvantové počítače jsou svatým grálem inženýrství 21. století, protože jejich kvantová podivnost by jim umožnila držet informace a řešit problémy mnohem složitější než cokoli, co dokáže zvládnout i dnešní nejlepší superpočítače.

Jak oznámili ve středu ve dvou dokumentech publikovaných v roce 2006. T Příroda Výzkumníci z Harvardu, Massachusetts Institute of Technology a University of Maryland nevytvořili kvantový počítač v celé své kráse, ale dostali se dost zatraceně blízko. Místo toho postavili tzv. Kvantový simulátor. Chybí téměř nekonečná všestrannost kvantového počítače, ale používá kvantové principy k řešení velmi specifických problémů.

Co by tedy bylo, kdyby tento systém byl považován za kvantový počítač? Profesor Harvardu Michail Lukin, spolumajitel jednoho z dokumentů, říká Inverzní problém je trojí.

„Museli bychom zvýšit počet dostupných qubitů, zlepšit soudržnost nebo snížit chybu těchto qubitů a zvýšit úroveň programovatelnosti systému, aby byl schopen řešit větší počet problémů,“ říká..

Výzkumníci byli schopni zachytit a manipulovat s 51 jednotlivými atomy nebo qubity, aby vytvořili kvantový simulátor. To je největší sada qubits, jaká kdy byla sestavena pro takový simulátor. Namísto nabitých iontových částic byli vědci první, kteří použili neutrální atomy s identickými vlastnostmi. Na rozdíl od iontů se neutrální atomy neodrazí. To umožnilo spojit tak velkou skupinu qubitů dohromady.

Qubits jsou základní jednotky, které umožňují kvantové počítání. Ve standardním počítači jsou všechny tweety, které zadáte, uloženy jako binární, nebo série nul nebo jedniček. V kvantovém počítači jsou data uložena v qubitech, což může být cokoliv z fotonu, elektronu nebo jádra.

Trochu musí být jeden nebo nula, zatímco qubit může být jeden a nula. Ano, to je velmi nerozhodné, ale umožňuje kvantovým počítačům ukládat exponenciálně více dat než binární stroje. 51 atomů, které vědci dokázali zachytit, by mohlo představovat více než 2 kvadriliony hodnot. Umožnit vědcům řešit problémy s optimalizací, jako je problém obchodníka s cestujícími, a simulovat fyzikální jevy, které by jinak nemohli.

"Tyto interakce (které jsou studovány) jsou kvantové mechanické povahy," řekl Alexander Keesling a Ph.D. student a spoluautor studie ve sdělení. „Pokud se pokusíte simulovat tyto systémy v počítači, omezíte se na velmi malé velikosti systému a počet parametrů je omezen. Pokud uděláte systémy větší a větší, velmi rychle se vám vyčerpá paměť a výpočetní výkon, aby se simulovaly na klasickém počítači. Tímto způsobem se vlastně staví problém s částicemi, které se řídí stejnými pravidly jako systém, který simulujete - proto tomu říkáme kvantový simulátor. “

Lukin vypráví Inverzní Neexistuje žádný časový rámec, kdy se kvantové počítače stanou skutečností, ale tento výzkum, jak vědci dali, je schopen se s věcmi, které byly zcela mimo sféru počítačů, které dnes používáme, hádat. To otevírá dveře k dalšímu pochopení složitostí světa, v němž žijeme zcela novým způsobem.

Vědci chtějí vybudovat kvantový počítač o velikosti fotbalového hřiště.

$config[ads_kvadrat] not found