Qubit? Lucrurile din care este făcută Science Fiction

nu a fost? Cu doar câțiva ani în urmă, cel mai rapid procesor de acolo era Intel Pentium 233MMX?

Acum puteți cumpăra Intel P4 2 Ghz cu viteze mai târziu în acest an ajungând la 2,5 Ghz +. Te-ai întrebat vreodată de ce? Știu că am.

Videoclipuri recomandate

Cred că s-ar putea să fi găsit un răspuns, un link către motivul pentru care vitezele procesorului cresc și prețurile scad. Viitorul se apropie și pentru voi, super tocilari de acolo, ar putea fi aici mai devreme decât credeți. Pot folosi un singur cuvânt, ?qubit?.

Pentru cei dintre voi care sunt familiarizați cu termenul qubit, puteți? nu astept. Pentru alții care se gândesc? despre ce vorbeste??, eu? O să vă spun un mic secret.

Calculatoare cuantice. Am auzit asta și m-am gândit la sine? asta nu se va întâmpla niciodată, cel puțin nu în timpul vieții mele. Dar conform unui articol al lui R. Colin Johnson, NSF (National Science Foundation) caută deja un proces fiabil de fabricare a cipurilor.

FSN a contribuit cu 1,6 miliarde de dolari și un efort de patru ani pentru a crea un astfel de proces. În prezent, doar unul dintre candidații de frunte pentru acest proces și-a publicat randamentele. Din aproximativ 40 de încercări, doar două sau trei calculatoare Quantum au funcționat efectiv la temperatura camerei.

Scopul este ca un computer cuantic să funcționeze la temperatura camerei și să îl facă fabricabil pentru public. Conducătorul acestui proiect este Paul R. Berger, profesor asociat de inginerie electrică la Universitatea de Stat din Ohio, a făcut echipă cu asistența Universității din Illinois la Urbana-Champaign, Universitatea Notre Dame, Universitatea California din Riverside și Cercetarea forțelor navale și aeriene laboratoare. Ai făcut-o? nu crezi că un super computer ca acesta nu ar face-o? Nu ai degetele guvernului în asta, nu?

Pentru cei dintre voi care nu sunt familiarizați cu ce este un computer Quantum, iată murdăria (sper că aveți pălăria de fizică pe tine).

Calculatoarele cuantice folosesc un procesor la fel ca orice alt computer. Cu excepția faptului că procesorul pentru acest computer este ceea ce ei numesc un punct cuantic (acum aici este locul în care informațiile devin groase).

Un punct cuantic este o cutie mică de metal sau semiconductor care conține un număr bine definit de electroni. Numărul de electroni dintr-un punct poate fi ajustat prin schimbarea punctului? s mediu electrostatic. Punctele pot fi și au fost realizate cu dimensiunea de la 30 nm (nanometri) la 1 micron și ținând de la zero la sute de electroni (informațiile de mai sus furnizate de la ?The Nanoelectronics and Nanocomputing Home Pagină?).
Punctele cuantice stochează informații în domenii care sunt de cel puțin 10 ori mai mici decât cele propuse de obicei pentru viitoarele tehnologii cu cipuri de siliciu? doar câțiva nanometri pătrați, care conțin 50 până la 10.000 de atomi pe bit cuantic stocat (qubit). Dispozitivele funcționează prin trecerea instantanee de electroni individuali printr-un izolator, fără a lua timp să treacă fizic prin el? un fenomen numit „tunel”, spune R. Colin Johnson.

Astăzi, acei cercetători care experimentează cu propriile lor cipuri cuantice proiectează, construiesc sau creează propriul proces tehnologie fără a schimba fabricabilitatea, randamentele bune, funcționarea la temperatura camerei, fiabilitatea și repetabilitatea pentru mărime mică.

Valul de ?probabilitate? afectează rezultatele tunelării în puncte cuantice. Din cauza probabilității limitate ca un electron să se poată ridica de cealaltă parte a barierei izolatoare, cuantic mecanica prezice că unii electroni vor apărea pe una sau pe cealaltă parte, în funcție de curent ?de mediu? conditii.

Conform informațiilor furnizate de R. Colin Johnson:

În plus față de tunel, fiecare domeniu de nanodimensionare poate stoca atât un 1 cât și un 0 simultan, în virtutea ceea ce se numește „suprapunere” în cadrul qubiților lor. Suprapunere? s păstrează starea logică a unui qubit nebuloasă până când este chemat să „raporteze” într-un rezultat. Prin urmare, qubiții reprezintă simultan atât 1, cât și 0 și, în consecință, pot efectua calcule care suprapun pași intermediari unul peste altul în paralel, abia mai târziu alegând rezultatul final dorit din mai multe posibile calculele.
De exemplu, suprapunerea permite unui adunator de 8 biți să efectueze simultan toate adăugările posibile de 8 biți la toate valorile posibile de 8 biți. După adăugare, un rezultat individual poate fi ales dintre cele 512 rezultate posibile care sunt suprapuse unul peste altul într-un singur ciclu de mașină de către sumatorul de qubit. ?
Așa că în acest moment ne scărpinăm în cap și spunem ?Hugh, și ce? Este diferența dintre un computer desktop obișnuit și un computer cuantic?

Ok, computerele moderne manipulează informații în ceea ce numim matematică binară uni și zerouri. Acea? este baza fundamentală a lumii noastre actuale de calcul. Cei doi biți pot forma patru combinații de unu și zero. Într-un computer standard puteți avea 8 miliarde de biți, ceea ce va oferi un potențial mare pentru informații.

Un computer cuantic îndeplinește această sarcină diferit. Un qubit poate atinge mai multe stări simultan - fiecare stare având o probabilitate. Fiecare combinație de unu și zero ar necesita o probabilitate. Cantitatea de combinații poate crește ca o nebunie: pentru n qubiți există 2^n stări diferite, fiecare având asociată o probabilitate (Quantum).
Un exemplu bun vine de la Scientific American, care ilustrează modul în care un computer modern și un computer cuantic ar găsi combinația potrivită pentru o lacăt:

Luați un lacăt cu 4 numere: 0, 1, 2, 3; și orice număr necesar pentru a-l debloca. Un computer modern ar încerca fiecare număr pe rând: „1” este corect? „2” este corect? Și așa mai departe. Ar putea încerca toate cele 4 numere, până când ar găsi numărul corect. Un computer cuantic ar testa mai multe numere în același timp și ar obține un răspuns unic pentru fiecare răspuns corect potențial. Calculatorul modern are o medie de n/2 ipoteze, în timp ce computerul cuantic are nevoie doar de rădăcina pătrată a lui n (Quantum).

Având în vedere calculele enorme pe care le pot efectua computerele cuantice, posibilitățile par fără limite. Gândiți-vă la posibilitățile de calcul din toate domeniile de învățare și creare. Domeniul medical ar putea beneficia foarte mult de pe urma calculului cuantic, medicii ar putea explora corpul uman și pot experimenta medii simulate, avansând enorm cercetarea medicală. Aveți chiar și capacitatea de a calcula descompunerea în factori primi a numerelor mari. Factorizarea primă este ceea ce știm ca algoritm matematic pe care majoritatea organizațiilor îl folosesc pentru criptare.

Exemplu de Ben Simpson,
Este foarte greu de calculat invers; un computer modern ar putea petrece milioane de ani încercând să efectueze calculele necesare, făcând de râs orice încercare de hacking (Quantum). Cu toate acestea, un computer cuantic ar putea finaliza calculele necesare în mai puțin de un an. Acum că? e putin infricosator.

În acest moment, sper că am? nu te-am derutat prea mult pe acest subiect. Cât despre mine, pot? Nu așteptați ca computerele Quantum să-și facă apariția. Deci, credeți că ar putea fi de la sine înțeles că producătorii de procesoare ar deveni îngrijorați? Odată ce computerul Quantum iese, ar face sistemele lor depășite. O întrebare ar fi: producătorii de computere cercetează și ei această tehnologie... Mi-aș paria banii pe asta.

Recomandările editorilor

  • Cum un hashtag potrivit a făcut Juneteenth o sărbătoare oficială pentru milioane de oameni
  • De ce vedeți reclame pentru lucruri pe care le-ați cumpărat deja?
  • Șeful Zoom admite pași greșiți, dar insistă că s-au făcut îmbunătățiri
  • Google Foto a făcut mai ușor să partajați fotografii și videoclipuri unice
  • Procesul susține că parola stupidă a lui Equifax a făcut să vă fure datele foarte ușor

Îmbunătățește-ți stilul de viațăDigital Trends îi ajută pe cititori să țină cont de lumea rapidă a tehnologiei cu toate cele mai recente știri, recenzii distractive despre produse, editoriale perspicace și anticipări unice.