Кубит? Материалы, из которых сделана научная фантастика

Разве? Разве всего несколько лет назад самым быстрым процессором был Intel Pentium 233MMX?

Теперь вы можете купить Intel P4 2 ГГц со скоростями, которые позднее в этом году достигнут 2,5 ГГц +. Вы когда-нибудь задумывались, почему? Я знаю, что у меня есть.

Рекомендуемые видео

Думаю, я нашел ответ, ссылку на то, почему скорость процессоров растет, а цены падают. Будущее приближается, и для вас, супер-гиков, оно может наступить раньше, чем вы думаете. Я могу использовать одно слово: «кубит».

Те из вас, кто знаком с термином «кубит», могут? Подожди. Для тех, кто думает? о чем он говорит???, я? открою вам маленький секрет.

Квантовые компьютеры. Я услышал это и подумал про себя: да, верно? этого никогда не произойдет, по крайней мере, при моей жизни. Но согласно статье Р. Колин Джонсон, NSF (Национальный научный фонд) уже ищет надежный процесс изготовления чипов.

Национальный научный фонд выделил 1,6 миллиарда долларов и потратил четыре года на создание такого процесса. На данный момент только один из ведущих кандидатов на этот процесс опубликовал свои результаты. Из примерно 40 попыток только два или три квантовых компьютера действительно работали при комнатной температуре.

Цель состоит в том, чтобы заставить квантовый компьютер работать при комнатной температуре и сделать его доступным для массового производства. Руководитель этого проекта — Пол Р. Бергер, доцент кафедры электротехники Университета штата Огайо, при поддержке Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, Университете Нотр-Дам, Калифорнийском университете в Риверсайде, а также в Исследовательском центре военно-морских и военно-воздушных сил. Лаборатории. Вы не сделали? Вы не думаете, что такой суперкомпьютер сможет это сделать? а не вмешиваться ли в это правительство?

Для тех из вас, кто не знаком с тем, что такое квантовый компьютер, вот вам грязь (надеюсь, вы надели шляпу по физике).

Квантовые компьютеры используют процессор так же, как и любой другой компьютер. За исключением того, что процессор этого компьютера представляет собой то, что они называют квантовой точкой (вот здесь информация становится более густой).

Квантовая точка — это небольшой металлический или полупроводниковый ящик, содержащий четко определенное количество электронов. Число электронов в точке можно регулировать, меняя точку? электростатическая среда. Точки могут быть и были изготовлены размером от 30 нм (нанометров) до 1 микрона и с точностью до нуля. до сотен электронов (информация выше предоставлена ​​из журнала «The Nanoelectronics and Nanocomputing Home»). Страница?).
Квантовые точки хранят информацию в доменах, которые как минимум в 10 раз меньше тех, которые обычно предлагаются для будущих технологий кремниевых чипов? всего несколько квадратных нанометров, содержащих от 50 до 10 000 атомов на хранимый квантовый бит (кубит). Устройства работают, мгновенно пропуская отдельные электроны через изолятор, не тратя времени на физическое прохождение через него? явление, называемое «туннелированием», говорит Р. Колин Джонсон.

Сегодня те исследователи, которые экспериментируют со своими собственными квантовыми чипами, проектируют, создают или создают свои собственные процессы. технология без ущерба для технологичности, хорошей производительности, работы при комнатной температуре, надежности и повторяемости для маленький размер.

«Волна вероятности»? влияет на результаты туннелирования в квантовые точки. Из-за конечной вероятности того, что электрон может оказаться по другую сторону изолирующего барьера, квантовый механика предсказывает, что некоторые электроны окажутся на той или иной стороне, в зависимости от силы тока. ?относящийся к окружающей среде? условия.

По информации, предоставленной Р. Колин Джонсон:

«В дополнение к туннелированию каждый наноразмерный домен может одновременно хранить как 1, так и 0 благодаря так называемой «суперпозиции» внутри своих кубитов. Суперпозиция? s сохраняет логическое состояние кубита туманным до тех пор, пока его не потребуют «отчитаться» о результате. Следовательно, кубиты одновременно представляют и 1, и 0 и, следовательно, могут выполнять вычисления, которые накладываются друг на друга. промежуточные этапы параллельно друг другу, лишь позже выбирая желаемый конечный результат из множества возможных расчеты.
Например, суперпозиция позволяет 8-кубитному сумматору одновременно выполнять все возможные 8-битные сложения ко всем возможным 8-битным значениям. После сложения индивидуальный результат может быть выбран из 512 возможных результатов, которые накладываются друг на друга за один машинный цикл сумматором кубитов. ?
Итак, в этот момент мы чешем затылки и говорим: «Хью, и что?» в чем разница между обычным настольным компьютером и квантовым компьютером??

Хорошо, современные компьютеры манипулируют информацией в том, что мы называем единицами и нулями в двоичной математике. Что? Это фундаментальная основа нашего нынешнего компьютерного мира. Два бита могут образовывать четыре комбинации единиц и нулей. В стандартном компьютере может быть 8 миллиардов бит, что обеспечит большой потенциал для информации.

Квантовый компьютер выполняет эту задачу по-другому. Кубит может одновременно достигать нескольких состояний, причем каждое состояние имеет вероятность. Для каждой комбинации единиц и нулей потребуется вероятность. Количество комбинаций может расти как сумасшедшее: для n кубитов существует 2^n различных состояний, каждое из которых имеет связанную с ним вероятность (квант).
Хороший пример приводит журнал Scientific American, иллюстрирующий, как современный компьютер и квантовый компьютер найдут правильную комбинацию для замка:

Возьмите замок с 4 цифрами: 0, 1, 2, 3; и любой номер, необходимый для его разблокировки. Современный компьютер будет проверять каждое число по очереди: правильно ли «1»? Правильна ли цифра «2»? И так далее. Потенциально он будет пробовать все 4 числа, пока не найдет правильное число. Квантовый компьютер будет проверять несколько чисел одновременно и получать уникальный ответ для каждого потенциально правильного ответа. Современный компьютер усредняет n/2 предположений, тогда как квантовому компьютеру нужен только квадратный корень из n (квант).

Учитывая огромные вычисления, которые могут выполнять квантовые компьютеры, возможности кажутся безграничными. Подумайте о компьютерных возможностях во всех областях обучения и творчества. Медицинская сфера могла бы получить большую пользу от квантовых вычислений, врачи могли бы исследовать человеческое тело и экспериментировать в смоделированной среде, что значительно продвинет медицинские исследования. У вас даже есть возможность вычислить факторизацию больших чисел на простые множители. Простая факторизация — это то, что мы знаем как математический алгоритм, который большинство организаций используют для шифрования.

Пример Бена Симпсона,
Очень сложно посчитать в обратном порядке; современный компьютер может потратить миллионы лет, пытаясь выполнить необходимые вычисления, делая любые попытки взлома смехотворными (Quantum). Однако квантовый компьютер может выполнить необходимые вычисления менее чем за год. И что теперь? это немного страшно.

На данный момент я надеюсь, что я убежище? Я вас слишком запутал по этому поводу. Что касается меня, я могу? Я не жду появления квантовых компьютеров. Как вы думаете, есть ли основания полагать, что производители процессоров будут волноваться? Как только появится квантовый компьютер, их системы устареют. Один вопрос заключается в следующем: исследуют ли производители компьютеров эту технологию... Я бы поставил на это свои деньги.

Рекомендации редакции

  • Как своевременный хэштег сделал 16 июня официальным праздником для миллионов
  • Почему вы видите рекламу вещей, которые вы уже купили?
  • Руководитель Zoom признает ошибки, но настаивает на том, что были внесены улучшения
  • В Google Фото стало проще делиться уникальными фотографиями и видео.
  • В иске утверждается, что глупый пароль Equifax позволил очень легко украсть ваши данные

Обновите свой образ жизниDigital Trends помогает читателям быть в курсе быстро меняющегося мира технологий благодаря всем последним новостям, забавным обзорам продуктов, содержательным редакционным статьям и уникальным кратким обзорам.

Категории

Недавний