Кюбит? Нещата, от които е направена научната фантастика

Wasn? Само преди няколко години най-бързият CPU беше Intel Pentium 233MMX?

Сега можете да закупите Intel P4 2 Ghz със скорости по-късно тази година, достигащи 2,5 Ghz +. Чудили ли сте се някога защо? Знам, че имам.

Препоръчани видеоклипове

Мисля, че може би съм намерил отговор, връзка защо скоростта на процесора се покачва, а цените падат. Бъдещето идва и за вас, супер маниаците, то може да е тук по-рано, отколкото си мислите. Мога да използвам една дума, „кубит“.

За тези от вас, които са запознати с термина кубит, можете ли? не чакам. За другите, които мислят? за какво говори??, аз? ще ви разкрия една малка тайна.

Квантови компютри. Чух това и си помислих, нали така? това никога няма да се случи, поне не и през моя живот. Но според статия на Р. Колин Джонсън, NSF (Националната научна фондация) вече търси надежден процес за производство на чипове.

NSF е допринесла с 1,6 милиарда долара и четиригодишни усилия за създаване на такъв процес. Към настоящия момент само един от водещите кандидати за този процес е публикувал своите добиви. От около 40 опита само два или три квантови компютъра действително са работили при стайна температура.

Целта е квантовият компютър да работи при стайна температура и да може да се произвежда публично. Ръководителят на този проект е Пол Р. Бергер, доцент по електроинженерство в Държавния университет на Охайо, се обедини със съдействието на Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн, Университета на Нотр Дам, Калифорнийския университет в Ривърсайд и Военноморските и военновъздушните изследвания Лаборатории. Направи ли? не мислите ли, че супер компютър като този би го правил? нямате пръсти на правителствата в това, нали?

За тези от вас, които не са запознати с това какво е квантов компютър, ето мръсотията (надявам се, че имате шапката си по физика).

Квантовите компютри използват процесор като всеки друг компютър. Само дето процесорът за този компютър е това, което те наричат ​​квантова точка (тук информацията става гъста).

Квантовата точка е малка метална или полупроводникова кутия, която съдържа точно определен брой електрони. Броят на електроните в точка може да се регулира чрез промяна на точката? s електростатична среда. Точките могат да бъдат и са били направени с размер от 30 nm (нанометра) до 1 микрон и задържане от нула до стотици електрони (информацията по-горе е предоставена от ?The Nanoelectronics and Nanocomputing Home страница?).
Квантовите точки съхраняват информация в домейни, които са поне 10 пъти по-малки от тези, които обикновено се предлагат за бъдещи технологии за силиконови чипове? само няколко квадратни нанометра, съдържащи 50 до 10 000 атома на съхранен квантов бит (кубит). Устройствата работят, като мигновено прекарват отделни електрони през изолатор, без да отнемат време, за да преминат физически през него? явление, наречено „тунелиране“, казва Р. Колин Джонсън.

Днес тези изследователи, които експериментират със свои собствени квантови чипове, проектират, изграждат или създават свой собствен процес технология без компромис с технологичността, добри добиви, работа при стайна температура, надеждност и повторяемост за малък размер.

?Вълната на вероятността? влияе върху резултатите от тунелирането в квантови точки. Поради крайната вероятност един електрон да се появи от другата страна на изолиращата бариера, квантовата механиката предвижда, че някои електрони ще се обърнат от едната или другата страна, в зависимост от тока ?екологични? условия.

Според информацията, предоставена от Р. Колин Джонсън:

?В допълнение към тунелирането, всеки домейн с наноразмери може да съхранява както 1, така и 0 едновременно по силата на това, което се нарича „суперпозиция“ в техните кубити. Суперпозиция? s поддържа логическото състояние на кубита мъглявино, докато не бъде призовано да „докладва“ в резултат. Следователно, кубитите едновременно представляват както 1, така и 0 и следователно могат да извършват изчисления, които наслагват междинни стъпки една върху друга успоредно, едва по-късно избирайки желания краен резултат от множество възможни изчисления.
Например суперпозицията позволява на 8-кубитов суматор да извършва едновременно всички възможни 8-битови добавяния към всички възможни 8-битови стойности. След добавянето индивидуален резултат може да бъде избран измежду 512 възможни резултата, които се наслагват един върху друг в един машинен цикъл от qubit adder. ?
Така че в този момент ние се почесваме по главите и казваме: Хю, какво от това? каква е разликата между обикновен настолен компютър и квантов компютър??

Добре, съвременните компютри манипулират информацията в това, което наричаме двоични математически единици и нули. Че? е фундаменталната основа на настоящия ни компютърен свят. Двата бита могат да образуват четири комбинации от единици и нули. В стандартен компютър може да имате 8 милиарда бита, което ще осигури голям потенциал за информация.

Квантовият компютър изпълнява тази задача по различен начин. Един кубит може да достигне множество състояния едновременно - всяко състояние има вероятност. Всяка комбинация от единици и нули би изисквала вероятност. Количеството комбинации може да расте като луд: за n кубита има 2^n различни състояния, всяко от които има свързана с него вероятност (Quantum).
Един добър пример идва от Scientific American, който илюстрира как модерен компютър и квантов компютър биха намерили правилната комбинация за ключалка:

Вземете ключалка с 4 числа: 0, 1, 2, 3; и произволен номер, необходим за отключването му. Модерен компютър би опитал всяко число на свой ред: „1“ правилно ли е? „2“ правилно ли е? И така нататък. Потенциално ще опита всичките 4 числа, докато намери правилното число. Квантовият компютър ще тества множество числа едновременно и ще получи уникален отговор за всеки потенциален правилен отговор. Съвременният компютър дава средно n/2 предположения, докато квантовият компютър се нуждае само от корен квадратен от n (Quantum).

Като се имат предвид огромните изчисления, които квантовите компютри могат да извършват, възможностите изглеждат неограничени. Помислете за компютърните възможности във всички области на учене и създаване. Областта на медицината би могла да извлече голяма полза от квантовите изчисления, лекарите биха могли да изследват човешкото тяло и да експериментират върху симулирани среди, напредвайки изключително много в медицинските изследвания. Дори имате способността да изчислявате разлагането на прости множители на големи числа. Основната факторизация е това, което познаваме като математически алгоритъм, който повечето организации използват за криптиране.

Пример от Бен Симпсън,
Много е трудно да се изчисли обратно; модерен компютър може да прекара милиони години, опитвайки се да извърши необходимите изчисления, правейки всякакви опити за хакване смешни (Quantum). Един квантов компютър обаче може да завърши необходимите изчисления за по-малко от година. Сега какво? е малко страшно.

В този момент се надявам да имам? не те обърках твърде много по тази тема. Що се отнася до мен, мога ли? не чакам квантовите компютри да се появят. Така че смятате ли, че е логично производителите на процесори да се притесняват? След като компютърът Quantum излезе, това ще направи техните системи остарели. Един въпрос би бил дали производителите на компютри също проучват тази технология... Бих заложил парите си на него.

Препоръки на редакторите

  • Как един навременен хаштаг направи 16 юни официален празник за милиони
  • Защо виждате реклами за неща, които вече сте купили?
  • Шефът на Zoom признава грешки, но настоява, че са направени подобрения
  • Google Photos току-що улесни споделянето на еднократни снимки и видеоклипове
  • Съдебният иск твърди, че глупавата парола на Equifax е направила изключително лесно кражбата на вашите данни

Надградете начина си на животDigital Trends помага на читателите да следят забързания свят на технологиите с всички най-нови новини, забавни ревюта на продукти, проницателни редакционни статии и единствени по рода си кратки погледи.

Категории

Скорошни