Laskentateho on tulossa kriisipisteeseen. Jos seuraamme edelleen tietokoneiden käyttöönoton jälkeen vallitsevaa suuntausta vuoteen 2040 mennessä, meillä ei ole kykyä virtaa kaikkiin maailman koneisiin, ellemme pysty murtamaan kvanttilaskentaa.
kuinka tuoda fontteja sanaan
Kvanttitietokoneet lupaavat nopeampaa nopeutta ja vankempaa turvallisuutta kuin klassinen vastine, ja tutkijat ovat pyrkineet luomaan kvanttitietokoneen vuosikymmenien ajan.
Mikä on kvantti ja miten se auttaa meitä?
Kvanttilaskenta eroaa klassisesta laskennasta yhdellä perustavalla tavalla - tavalla, jolla tiedot tallennetaan. Kvanttilaskenta hyödyntää kvanttimekaniikan outoa ominaisuutta, jota kutsutaan superpositioksi. Se tarkoittaa, että yksi 'yksikkö' voi sisältää paljon enemmän tietoa kuin vastaava, joka löytyy klassisesta laskennasta.
Tiedot tallennetaan ” bittiä ”Tilassa” 1 Tai 0 , Kuten valokytkin, joka kytkeytyy päälle tai pois päältä. Sitä vastoin kvanttilaskenta voi sisältää tietoyksikön, joka voi olla 1 , 0 , ’Tai a kahden valtion päällekkäisyys .
Ajattele superpositiota pallona. ” 1 ”On kirjoitettu pohjoisnavalle ja” 0 ‘On kirjoitettu etelässä - kaksi klassista bittiä. Kvanttibitti (tai qubit) löytyy kuitenkin mistä tahansa napojen välistä.
Kvanttibitit, jotka voivat olla päällä ja pois samaan aikaan, tarjoavat vallankumouksellisen, korkean suorituskyvyn paradigman, jossa tietoa tallennetaan ja käsitellään tehokkaammin, kertoi Dr. Kuei-Lin Chiu Chiu oli Massachusettsin teknillisen instituutin materiaalien kvanttimekaanisen käyttäytymisen tutkija.
Kyky tallentaa paljon suurempi tietomäärä yhteen yksikköön tarkoittaa, että kvanttilaskenta voi olla nopeampaa ja energiatehokkaampaa kuin nykyään käytettävät tietokoneet. Joten miksi sitä on niin vaikea saavuttaa?
Lupien tekeminen
Kvanttitietokoneen selkärangan Qubitsia on hankala valmistaa, ja kun se on perustettu, sitä on vielä vaikeampaa hallita. Tutkijoiden on saatava heidät toimimaan vuorovaikutuksessa tietyillä tavoilla, jotka toimisivat kvanttitietokoneessa.
Tutkijat ovat yrittäneet käyttää suprajohtavia materiaaleja, ionilukkoissa olevia ioneja, yksittäisiä neutraaleja atomeja ja monimutkaisia molekyylejä niiden rakentamiseen. Kuitenkin niiden tekeminen pitämään kiinni kvanttitiedoista pitkään on osoittautunut vaikeaksi.
Katso aiheeseen liittyvät ohjeet oman tietokoneen rakentamiseen
Viimeaikaisessa tutkimuksessa MIT: n tiedemiehet suunnittelivat uuden lähestymistavan, käyttäen kbiitteinä yksinkertaisten molekyylien ryhmää, joka koostui vain kahdesta atomista.
Käytämme ultrakylmiä molekyylejä `` qubiteinä ''. Tutkimuksen johtava kirjoittaja, professori Martin Zwierlein kertoi Alphr: lle vuonna 2017. Molekyylejä on pitkään ehdotettu kvanttitietojen kantajaksi, joilla on erittäin edulliset ominaisuudet muihin järjestelmiin, kuten atomeihin, ioneihin, suprajohtaviin qubiteihin. jne. Tässä osoitamme ensimmäistä kertaa, että voit tallentaa tällaisia kvanttitietoja pitkiä aikoja ultrakylmien molekyylien kaasuun. Tietysti mahdollisen kvanttitietokoneen on myös tehtävä laskelmia, esimerkiksi saatettava qubitit vuorovaikutuksessa toistensa kanssa niin sanottujen porttien toteuttamiseksi. Zwierlein jatkoi, Mutta ensin sinun on osoitettava, että voit jopa pitää kiinni kvanttitiedoista, ja niin olemme tehneet.
MIT: ssä luodut quitit pitivät kvanttitietoa pidempään kuin edelliset yritykset, mutta silti vain yhden sekunnin ajan. Tämä aikataulu saattaa kuulostaa lyhyeltä, mutta se on itse asiassa tuhat kertaa pidempi kuin vastaava kokeilu, joka on tehty, Zwierlein selitti.
Viime aikoina Uuden Etelä-Walesin yliopiston tutkijat tekivät merkittävän läpimurron pyrkimyksessä kohti kvanttilaskentaa. He keksivät uuden tyyppisen kiiitin, jota kutsutaan kiikku-kiitoksi, joka käyttää elektronia ja fosforiatomin ydintä. Niitä ohjataan sähköisellä signaalilla magneettisen sijasta, mikä helpottaa niiden jakamista. Flip-flop-qubit toimii vetämällä elektroni pois ytimestä sähkökentän avulla, mikä luo sähköisen dipolin.
Lajien ulkopuolella
Tutkijoiden ei tarvitse kuitenkaan selvittää pelkästään qubittejä. Heidän on myös määritettävä materiaali, jotta kvanttilaskennan sirut saadaan onnistuneesti.
Chiu paperi , julkaistu aiemmin vuonna 2017, löytyi erittäin ohuita materiaalikerroksia, jotka voisivat muodostaa perustan kvanttilaskennalle. Chiu sanoi Alphrille: Tämän tutkimuksen mielenkiintoinen asia on se, kuinka valitsemme oikean materiaalin, löydämme sen ainutlaatuiset ominaisuudet ja käytämme sen etua sopivan kiintolevyn rakentamiseen.
Mooren laki ennustaa, että piin sirujen transistoreiden tiheys kaksinkertaistuu noin 18 kuukauden välein, Chiu kertoi Alphrille. Nämä asteittain kutistuneet transistorit saavuttavat kuitenkin lopulta pienen mittakaavan, jossa kvanttimekaniikalla on tärkeä rooli.
Mooren laki, johon Chiu viittasi, on Intelin perustajien Gordon Mooren vuonna 1970 kehittämä laskutermi. Siinä todetaan, että tietokoneiden kokonaiskäyttöteho kaksinkertaistuu noin kahden vuoden välein. Kuten Chiu toteaa, sirujen tiheys pienenee - ongelmaan, johon kvanttilaskennan pelimerkit voivat mahdollisesti vastata.
Onko kvanttilaskenta lopullinen höyryohjelma?
Mikä on vaporware?
Jos et ole koskaan kuullut termistä höyrylaitteet , se on pohjimmiltaan ohjelmistoon liittyvä tuote, jota mainostetaan, mutta ei vielä saatavilla tai mahdollisesti ei koskaan tule saataville. Esimerkki on ohjelmistotuote, jota markkinoitiin voimakkaasti, mutta joka ei koskaan nähnyt päivänvaloa.
Huolimatta siitä, että ihmiset ennustavat vuosikymmenien ajan optimistisesti kvanttitietokoneiden vaikutuksia sekä liike- ja tutkimusympäristöjen erilaisia edistysaskeleita, kuinka lähellä olemme saavuttamaan unelman kvanttilaskennasta? Onko tämä tilanne ennuste tulevista höyryohjelmista, vai tuleeko siitä jotain hyötyä?
Kaivamme kvanttilaskennan todellisuus toisessa artikkelissa. Yhteenvetona voidaan todeta, että kvanttitietokone suorittaa todennäköisesti epärealistisen laskennan nopeammin kuin tavanomainen tietokone seuraavan tai kahden vuoden aikana. Se ei kuitenkaan ole yksinkertainen prosessi, eikä se ole halpaa tai hyödyllistä jokapäiväisille kuluttajille.
