Era? t solo pochi anni fa la CPU più veloce sul mercato era l'Intel Pentium 233MMX?
Ora puoi acquistare Intel P4 2 Ghz con velocità che entro la fine dell'anno raggiungerà i 2,5 Ghz +. Ti sei mai chiesto perché? Lo so.
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Penso di aver trovato una risposta, un collegamento al motivo per cui la velocità del processore sta aumentando e i prezzi stanno scendendo. Il futuro sta arrivando e, per voi super geek là fuori, potrebbe essere qui prima di quanto pensiate. Posso usare una parola, ?qubit?.
Per quelli di voi che hanno familiarità con il termine qubit, è possibile? Non aspettare. Per gli altri che stanno pensando? di cosa sta parlando??, io? ti svelerò un piccolo segreto.
Computer quantistici. L'ho sentito e ho pensato tra me e me: sì, vero? questo non accadrà mai, almeno non nella mia vita. Ma secondo un articolo di R. Colin Johnson, la NSF (National Science Foundation) è già alla ricerca di un processo affidabile per la produzione di chip.
La NSF ha contribuito con 1,6 miliardi di dollari e uno sforzo di quattro anni per creare un tale processo. Al momento solo uno dei principali candidati a questo processo ha pubblicato i propri risultati. Su circa 40 tentativi, solo due o tre computer quantistici hanno effettivamente funzionato a temperatura ambiente.
L’obiettivo è far funzionare un computer quantistico a temperatura ambiente e renderlo producibili al pubblico. Il responsabile di questo progetto è Paul R. Berger, professore associato di ingegneria elettrica presso la Ohio State University, ha collaborato con l'assistenza dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, l'Università di Notre Dame, l'Università della California a Riverside e il Naval and Air Force Research Laboratori. Tu l'hai fatto? Non pensi che un super computer come questo lo farebbe? Non coinvolgere i governi, vero?
Per quelli di voi che non hanno familiarità con cosa sia un computer quantistico, ecco la verità (spero che abbiate addosso il vostro cappello da fisica).
I computer quantistici utilizzano un processore proprio come qualsiasi altro computer. Solo che il processore di questo computer è quello che chiamano punto quantico (ora è qui che le informazioni si concentrano).
Un punto quantico è una piccola scatola di metallo o semiconduttore che contiene un numero ben definito di elettroni. Il numero di elettroni in un punto può essere regolato cambiando il punto? s ambiente elettrostatico. I punti possono essere e sono stati realizzati con dimensioni che vanno da 30 nm (nanometri) a 1 micron e che vanno da zero a centinaia di elettroni (informazioni sopra fornite da ?The Nanoelectronics and Nanocomputing Home Pagina?).
I punti quantici immagazzinano informazioni in domini almeno 10 volte più piccoli di quelli tipicamente proposti per le future tecnologie dei chip di silicio? solo pochi nanometri quadrati, contenenti da 50 a 10.000 atomi per bit quantico memorizzato (qubit). I dispositivi funzionano facendo passare istantaneamente i singoli elettroni attraverso un isolante senza impiegare tempo per attraversarlo fisicamente? un fenomeno chiamato “tunneling” dice R. Colin Johnson.
Oggi, i ricercatori che stanno sperimentando i propri chip quantistici progettano, costruiscono o creano il proprio processo tecnologia senza rinunciare alla producibilità, ai buoni rendimenti, al funzionamento a temperatura ambiente, all'affidabilità e alla ripetibilità taglia piccola.
L'?onda di probabilità? influenza i risultati del tunneling nei punti quantici. A causa della probabilità finita che un elettrone possa presentarsi dall'altra parte della barriera isolante, quantistica la meccanica prevede che alcuni elettroni si spostino da una parte o dall'altra, a seconda della corrente ?ambientale? condizioni.
Secondo le informazioni fornite da R. Colin Johnson:
?Oltre al tunneling, ciascun dominio di dimensioni nanometriche può memorizzare sia un 1 che uno 0 simultaneamente in virtù di quella che viene chiamata "sovrapposizione" all'interno dei propri qubit. Sovrapposizione? Aiuta a mantenere nebuloso lo stato logico di un qubit finché non viene richiesto di "riportare" un risultato. Pertanto, i qubit rappresentano contemporaneamente sia 1 che 0 e di conseguenza possono eseguire calcoli che si sovrappongono passaggi intermedi uno sopra l'altro in parallelo, selezionando solo successivamente il risultato finale desiderato tra molteplici possibili calcoli.
Ad esempio, la sovrapposizione consente a un sommatore di 8 qubit di eseguire simultaneamente tutte le possibili addizioni di 8 bit a tutti i possibili valori di 8 bit. Dopo l'aggiunta, è possibile selezionare un singolo risultato tra i 512 possibili risultati che vengono sovrapposti uno sopra l'altro in un singolo ciclo macchina dal sommatore qubit. ?
Quindi a questo punto ci grattiamo la testa e diciamo "Hugh, e allora?" Qual è la differenza tra un normale PC desktop e un computer quantistico??
Ok, i computer moderni manipolano le informazioni in ciò che chiamiamo uno e zero della matematica binaria. Quello? È la base fondamentale del nostro attuale mondo informatico. I due bit possono formare quattro combinazioni di uno e zero. In un PC standard potresti avere 8 miliardi di bit che forniranno un grande potenziale di informazione.
Un computer quantistico esegue questo compito in modo diverso. Un qubit può raggiungere più stati contemporaneamente e ciascuno stato ha una probabilità. Ogni combinazione di uno e zero richiederebbe una probabilità. La quantità di combinazioni può crescere a dismisura: per n qubit ci sono 2^n stati diversi, a ognuno di essi è associata una probabilità (Quantum).
Un buon esempio viene da Scientific American, che illustra come un computer moderno e un computer quantistico troverebbero la giusta combinazione per una serratura:
Prendi un lucchetto con 4 numeri: 0, 1, 2, 3; e qualsiasi numero necessario per sbloccarlo. Un computer moderno proverebbe ogni numero a turno: “1” è corretto? "2" è corretto? E così via. Potrebbe potenzialmente provare tutti e 4 i numeri, finché non trova il numero corretto. Un computer quantistico testerebbe più numeri contemporaneamente e otterrebbe una risposta univoca per ogni potenziale risposta corretta. Il computer moderno calcola in media n/2 ipotesi, mentre il computer quantistico necessita solo della radice quadrata di n (Quantum).
Considerando gli enormi calcoli che i computer quantistici possono eseguire, le possibilità sembrano infinite. Pensa alle possibilità informatiche in tutti i campi dell’apprendimento e della creazione. Il campo medico potrebbe trarre grandi vantaggi dall’informatica quantistica, i medici potrebbero esplorare il corpo umano e sperimentare in ambienti simulati, facendo avanzare enormemente la ricerca medica. Hai anche la capacità di calcolare la scomposizione in fattori primi di grandi numeri. La scomposizione in fattori primi è ciò che conosciamo come algoritmo matematico utilizzato dalla maggior parte delle organizzazioni per la crittografia.
Esempio di Ben Simpson,
È molto difficile fare il calcolo al contrario; un computer moderno potrebbe impiegare milioni di anni cercando di eseguire i calcoli necessari, rendendo ridicolo qualsiasi tentativo di hacking (Quantum). Un computer quantistico, tuttavia, potrebbe completare i calcoli richiesti in meno di un anno. Ora che? è un po' spaventoso.
A questo punto spero di averlo fatto? Non ti ho confuso troppo su questo argomento. Quanto a me, posso? Non aspettare che i computer quantistici facciano la loro comparsa. Quindi pensi che sia logico che i produttori di CPU si preoccupino? Una volta che il computer quantistico uscisse, renderebbe i loro sistemi obsoleti. Una domanda potrebbe essere: anche i produttori di computer stanno facendo ricerche su questa tecnologia... Ci scommetterei i miei soldi.
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