×

Kompjuterat Kuantike (Quantum Computer)

Kompjuterat Kuantike (Quantum Computer)

· 1 · 140

  • Postime: 26403
  • Gjinia: Mashkull
M A X
ne: 02-02-2020, 22:02:51
 

Ju keni dëgjuar hype njëqind herë: Fizikanët shpresojnë për ditë të ndërtuar një kampion-Bang kompjuter kuantik që mund të zgjidhin problemet që do të trullos një kompjuter të zakonshëm. Tani, katër ekipe të ndara kanë marrë një hap drejt arritjes së tillë "kuantike shpejtësi-up", duke demonstruar një formë më të thjeshtë, më të kufizuar informatikë kuantike që, në qoftë se ajo mund të përmirësohet, së shpejti mund të japin kompjutera klasike një të kandidojë për paratë e tyre. Por mos merrni shpresat tuaja për një kompjuter të plotë kuantike. Të gizmos mund të mos jetë e mirë për shumë përtej një llogaritje të veçantë.

Edhe me përjashtime, sfida e informatikë kuantike ka provuar aq e vështirë që gazetat e reja janë duke fituar njoftim. "Pyetja është, e bën këtë të ju jap një hap i parë për të bërë një llogaritje kuantike vështirë mekanikisht, dhe kjo duket si ajo mund të", thotë Scott Aaronson, një shkencëtar kompjuteri teorike në Massachusetts Institute of Technology (MIT) në Kembrixh dhe autor në një prej fletëve.

Në vend të Flipping bit të zakonshme që mund të vendosen për të ose 0 ose 1, një të ashtu-quajtur universale kompjuter kuantik do manipuluar bit kuantike, ose "qubits", që mund të jetë 0, 1, ose, në sajë të weirdness e mekanikës kuantike, 0 dhe 1 në të njëjtën kohë. Vrazhdë folur, kompjuter kuantik mund të përtyp shumë numra në një herë në vend për të bërë ato një në një kohë, si një "klasike" kompjuteri duhet. Pra, kjo mund të zgjidhë problemet që do të trullos një kompjuter të rregullt. Për shembull, një i plotë "universale" kompjuter kuantik mund të shpejt faktor numër të madh, një aftësi që mund të përdoret për të thyer KGB sotme internetit skema.Së pari, duhet të mbledhë studiuesit qubits realizueshëm. Për shembull, një jon mund të shërbejë si një qubit nga tjerrje në një drejtim për të përfaqësuar 0, një tjetër mënyrë për të përfaqësuar 1, ose të dyja rrugët në të njëjtën kohë për të bërë të 0 dhe 1 shtet. Një matje e qubit do të "rrëzohet" që i dyanshëm shtetëror të japin ose 0 ose nje 1, por dy rrugë shtet është ende e domosdoshme për përpunimin e shumë numra në të njëjtën kohë.Për të bërë një kompjuter kuantik universale, shkencëtarët gjithashtu duhet të krijojë një lidhje të pazakontë kuantik ndërmjet qubits quajtur "ngatërresë", në të cilën matje në një qubit përcakton gjendjen e tjetrit. Mirë që një rudimentare universale kompjuter kuantik ka bërë është që të faktor numrin 21-vështirë një detyrë që do të rrëzimit kompjuterin tuaj personal.

Megjithatë, katër grupet kanë demonstruar tashmë një lloj më të kufizuar-llogaritje kuantike që mund të zhvillohet shumë shpejt. Ata të gjithë fotone përdorim, të grimcave kuantike e dritës, që të kandidojë përmes një labirint të kryqëzimi kanale optike.
Në udhëkryqet, e fotonet mund të ndryshojë shtigjet me probabilities të caktuara. Në të gjitha eksperimenteve, tre fotonet hyjnë dhe dalin nëpërmjet ose pesë ose gjashtë porte. Detyra është për të llogaritur probabilities për fotone të dalë kombinime të ndryshme të prodhimit porteve.

Në skuqem e parë, problemi është i ngjashëm me një mister klasik të mermerit vrullshëm nëpër labirint të tillë një. Megjithatë, për shkak të mekanikës kuantike, fotonet gjithashtu të veprojë si valët që përputhen për të përforcojnë njëri-tjetrin ose të anulojë njëri-tjetrin në shtigjet e ndryshme, e cila ndryshon ajo del nga rezultatet.Llogarit jen e rezultateve të mundshme kërkon manipulimin matematikore të njohur si marrjen e "përhershëm" i një matrice të numrave që varet nga detaje të labirint. Kjo llogaritje është aq komplekse se, me vetëm disa dhjetëra fotoneve dhe portet, ajo do të trullos një kompjuter të zakonshëm.

Sidoqoftë, përgjigja mund të kishte thjesht duke matur atë që del nga rezultatet. Në një "mostër boson", të qarqeve optike vetë shërbejnë si kompjutera kuantike për të përcaktuar shpërndarjet e permanents. Dhe kjo është pikërisht ajo Andrew White, një fizikan në Universitetin e Queensland në Brisbane, Australi, dhe kolegët (përfshirë Aaronson) Raporti në e sotme çështjen e S cience, siç bëjnë Ian Walmsley, një fizikan në Universitetin e Oksfordit në Britaninë e Madhe dhe kolegët. Philip Walther, një fizikan në Universitetin e Vjenës, dhe kolegët e kohëve të fundit kanë raportuar një rezultat të ngjashëm në një letër të postuar në server preprint arXiv, siç bëriRoberto Osellame i Këshillit Kombëtar Italian për Hulumtime dhe Universiteti Politeknik i Milanos, dhe kolegët.

Kështu kanë tejkaluar fizikanët një kompjuter klasik? Jo edhe afër. Eksperimentet aktuale të përdorin një numër kaq të vogël të fotone që ajo do të marrë një standard laptopë një pjesë të një të dytë për të bërë llogaritjen e njëjtë. Në të kundërt, eksperimentet vetë ende mund të marrë orë. Por në qoftë se puna mund të shkallëzuar deri në rreth 25 fotoneve dhe 400 kanale, atëherë kompjuteri klasike duhet të fillojnë të bien pas eksperimentit, Walther vlerëson. "Në 10 vjet apo më shumë ju mund të jenë në gjendje të përdorin teknologjinë ekzistuese dhe burime të bëj më mirë një kompjuter konvencional," thotë ai.

Megjithatë, kjo nuk është e qartë se të tilla përpjekje do të punojë, thotë John Preskill, një teoricien në Kaliforni Institutin e Teknologjisë në Pasadena. Një qark i madh optike do të jenë më të ndjeshëm ndaj efekteve të tilla si thithjen e fotoneve brenda qark dhe zhurma optik që mund të shtrembërojnë rezultatet, shënime Preskill.Ironikisht, të kontabilitetit për ato defektet mund të bëjnë modelimin e qarqeve të lehtë, jo më shumë, dhe të lejojë kompjuter për të mbajtur lart, Preskill thotë.

Si për llogaritjen e permanents-Problemi i vetëm kjo qasje zgjidh-ajo ndoshta nuk do të ketë ndonjë kërkesë përtej këtyre eksperimenteve. Megjithatë, në qoftë se mostrave boson mund të tregohet të jetë më shpejt se llogaritje të zakonshme, ajo do të jetë me vlerë në kërkim për aplikimet e tjera, thotë Edward Farhi, një fizikant teorik në MIT. "Ndoshta kjo nuk është universale, por ndoshta ka edhe një problem tjetër që është më interesante që ju mund të hartë në të."

Vlera e vërtetë e problemit është se ajo i jep një shans për të Hulumtuesit tregojnë se një kompjuter kuantik mund të bëjë diçka një kompjuter klasike nuk mund të Preskill thotë. "Kjo është lloj i thelbin e asaj kuantike informatikë është rreth," thotë ai. "Sigurisht, këta njerëz kanë vetëm tre fotone duke shkuar në dhe të vijnë jashtë. Pra, ata kanë marrë një rrugë për të shkuar." Shefqet Mehmeti https://sites.google.com/site/shefqetmehmeti/forma-e-re-e-kuantike-llogaritje-premton-peerballje-me-kompjuterat-e-zakonshme