Quantum Computers: MIT a Harvard sa priblížili k "Quantum Simulator"

Kvantové počítače sú svätým grálom inžinierstva 21. storočia, pretože ich kvantová podivnosť by im umožnila držať informácie a riešiť problémy oveľa zložitejšie ako čokoľvek z dnešných najlepších superpočítačov.

Ako uvádzajú stredu v dvoch dokumentoch uverejnených v roku 2006. T príroda Výskumníci z Harvardu, Massachusetts Institute of Technology a University of Maryland celkom nevytvorili kvantový počítač v celej svojej kráse, ale dostali sa sakramentsky blízko. Namiesto toho postavili tzv. Kvantový simulátor. Chýba mu takmer nekonečná univerzálnosť kvantového počítača, ale na riešenie veľmi špecifických problémov využíva kvantové princípy.

Čo presne by to trvalo, kým by sa tento systém považoval za kvantový počítač? Profesor Harvard Michail Lukin, spoluvedúci jedného z dokumentov, hovorí obrátený táto otázka je trojaká.

„Museli by sme zvýšiť počet dostupných qubitov, zlepšiť koherenciu, alebo znížiť chybu týchto qubitov a zvýšiť úroveň programovateľnosti systému, aby bol schopný riešiť väčší počet problémov,“ hovorí., Výskumníci boli schopní zachytiť a manipulovať 51 jednotlivých atómov, alebo qubits, aby vytvorili kvantový simulátor. To je najväčší súbor qubits, aký bol kedy zostavený pre takýto simulátor. Namiesto nabitých iónových častíc boli výskumníci prví, ktorí používali neutrálne atómy s identickými vlastnosťami. Na rozdiel od iónov sa neutrálne atómy neodpudzujú. To umožnilo spojiť takú veľkú skupinu qubitov.

Qubits sú základné jednotky, ktoré umožňujú kvantové počítanie. V štandardnom počítači sú všetky tweety, ktoré napíšete, uložené ako binárne alebo séria núl alebo jednotiek. V kvantovom počítači sú dáta uložené v qubitoch, čo môže byť čokoľvek z fotónu, elektrónu alebo jadra.

Trochu musieť buď jeden alebo nula, zatiaľ čo qubit môže byť jeden a nula. Áno, je to veľmi nerozhodné, ale umožňuje kvantovým počítačom ukladať exponenciálne viac údajov ako binárne počítače. 51 atómov, ktoré vedci dokázali zachytiť, by mohlo predstavovať viac ako 2 kvadriliony hodnôt. Umožniť vedcom riešiť problémy s optimalizáciou, ako je problém cestujúceho a simulovať fenomény fyziky, ktoré by inak nemohli.

"Tieto interakcie (študované) sú kvantovej mechanickej povahy," povedal Alexander Keesling a Ph.D. študenta a spoluautora štúdie vo vyhlásení. „Ak sa pokúsite simulovať tieto systémy v počítači, obmedzíte sa na veľmi malé veľkosti systému a počet parametrov je obmedzený. Ak vytvoríte systémy väčšie a väčšie, veľmi rýchlo sa vám vyčerpá pamäť a výpočtový výkon, aby sa simulovali na klasickom počítači. Takýmto spôsobom je vlastne vytvoriť problém s časticami, ktoré sa riadia rovnakými pravidlami ako systém, ktorý simulujete - preto to nazývame kvantový simulátor. “

Lukin hovorí obrátený Neexistuje žiadny časový rámec, kedy sa kvantové počítače stanú skutočnosťou, ale tento výskum ako daný vedci dokázali spracovať veci, ktoré boli úplne mimo sféry počítačov, ktoré dnes používame. To otvára dvere k ďalšiemu pochopeniu zložitosti sveta, v ktorom žijeme úplne novým spôsobom.

Vedci chcú vybudovať kvantový počítač veľkosti futbalového ihriska.