Qubit mi? Bilim Kurgunun Yapıldığı Şeyler

Değil miydi? Sadece birkaç yıl önce piyasadaki en hızlı CPU Intel Pentium 233MMX miydi?

Artık bu yılın ilerleyen dönemlerinde 2,5 Ghz +'ya ulaşacak hızlara sahip Intel P4 2 Ghz'yi satın alabilirsiniz. Nedenini hiç merak ettiniz mi? Biliyorum.

Önerilen Videolar

Sanırım işlemci hızlarının neden arttığına ve fiyatların düştüğüne dair bir yanıt, bir bağlantı bulmuş olabilirim. Gelecek geliyor ve siz süper meraklılar için, düşündüğünüzden daha erken burada olabilir. Tek kelime kullanabilirim, ?qubit?

Qubit terimine aşina olanlar bunu yapabilir mi? bekleme. Düşünen başkaları için mi? o neden bahsediyor???, ben? Sana küçük bir sır vereceğim.

Kuantum Bilgisayarları. Bunu duydum ve kendi kendime düşündüm, değil mi? bu asla olmayacak, en azından benim hayatım boyunca. Ancak R.'nin bir makalesine göre. Colin Johnson, NSF (Ulusal Bilim Vakfı) halihazırda güvenilir bir çip yapımı süreci arıyor.

NSF, böyle bir sürecin yaratılması için 1,6 milyar dolar ve dört yıllık bir çabaya katkıda bulundu. Şu anda bu sürecin önde gelen adaylarından yalnızca biri getirilerini yayınladı. Yaklaşık 40 denemeden yalnızca iki veya üç Quantum bilgisayarı oda sıcaklığında gerçekten çalıştı.

Amaç, bir kuantum bilgisayarın oda sıcaklığında çalışmasını sağlamak ve onu halkın kullanımına sunmaktır. Bu projenin lideri Paul R. Ohio Eyalet Üniversitesi'nde elektrik mühendisliği doçenti olan Berger, Illinois Üniversitesi'nin yardımıyla bir ekip oluşturdu. Urbana-Champaign, Notre Dame Üniversitesi, Riverside'daki California Üniversitesi ve Deniz ve Hava Kuvvetleri Araştırmalarında Laboratuvarlar. Sen yapmadın? Bunun gibi bir süper bilgisayarın bunu yapabileceğini düşünmüyor musun? Hükümetin parmağı var mı bu işin içinde?

Kuantum bilgisayarının ne olduğuna aşina olmayanlarınız için işte bilgiler (umarım fizik şapkanızı takmışsınızdır).

Kuantum bilgisayarlar diğer bilgisayarlar gibi bir işlemci kullanır. Ancak bu bilgisayarın işlemcisi kuantum noktası dedikleri şeydir (şimdi bilginin yoğunlaştığı yer burasıdır).

Kuantum noktası, iyi tanımlanmış sayıda elektronu tutan küçük bir metal veya yarı iletken kutudur. Bir noktadaki elektron sayısı nokta değiştirilerek ayarlanabilir mi? Elektrostatik ortam. Noktalar 30 nm (nanometre) ila 1 mikron arasında değişen boyutlarda ve sıfırdan tutularak yapılabilir ve yapılmıştır. yüzlerce elektrona kadar (yukarıdaki bilgiler ?The Nanoelectronics ve Nanocomputing Home'dan sağlanmıştır) Sayfa?).
Kuantum noktaları, bilgileri gelecekteki silikon çip teknolojileri için önerilenlerden en az 10 kat daha küçük alanlarda mı saklıyor? yalnızca birkaç nanometre karedir ve depolanan kuantum bit (qubit) başına 50 ila 10.000 atom içerir. Cihazlar, fiziksel olarak içinden geçmek için herhangi bir zaman harcamadan bireysel elektronları bir yalıtkanın üzerinden anında geçirerek mi çalışıyor? “Tünel açma” adı verilen bir olgu diyor R. Colin Johnson.

Bugün kendi kuantum çipleriyle deney yapan araştırmacılar kendi süreçlerini tasarlıyor, inşa ediyor veya yaratıyor. üretilebilirlikten ödün vermeyen teknoloji, iyi verimler, oda sıcaklığında çalışma, güvenilirlik ve tekrarlanabilirlik küçük boy.

?Olasılık dalgası? Kuantum noktalarına tünel açmanın sonuçlarını etkiler. Yalıtkan bariyerin diğer tarafında bir elektronun ortaya çıkma ihtimalinin sonlu olması nedeniyle kuantum Mekanik, akıma bağlı olarak bazı elektronların bir tarafta veya diğer tarafta ortaya çıkacağını öngörüyor ?çevresel? koşullar.

R.'nin verdiği bilgiye göre. Colin Johnson:

?Tünel açmaya ek olarak, her bir nanoboyutlu alan, kendi kubitleri içindeki "süperpozisyon" adı verilen özellik sayesinde hem 1 hem de 0'ı aynı anda depolayabilir. Süperpozisyon mu? Sonuç olarak "raporlama" yapılması istenene kadar kübitin mantıksal durumunu belirsiz tutuyoruz. Dolayısıyla kübitler aynı anda hem 1'i hem de 0'ı temsil eder ve sonuç olarak üst üste gelen hesaplamaları gerçekleştirebilir. paralel olarak üst üste gelen ara adımlar, ancak daha sonra birden fazla olası sonuç arasından istenen nihai sonucun seçilmesi hesaplamalar.
Örneğin süperpozisyon, 8 kübitlik bir toplayıcının tüm olası 8 bitlik değerlere olası tüm 8 bitlik eklemeleri aynı anda gerçekleştirmesini sağlar. Eklemeden sonra, kübit toplayıcı tarafından tek bir makine döngüsünde üst üste bindirilen 512 olası sonuç arasından tek bir sonuç seçilebiliyor. ?
İşte bu noktada kafamızı kaşıyıp "Hugh, ne olmuş yani?" deriz. normal bir masaüstü bilgisayar ile kuantum bilgisayar arasındaki fark nedir?

Tamam, modern bilgisayarlar bilgiyi ikili matematik birler ve sıfırlar dediğimiz şekilde işler. O? Mevcut bilgi işlem dünyamızın temel temelidir. İki bit, birler ve sıfırlardan oluşan dört kombinasyon oluşturabilir. Standart bir bilgisayarda 8 milyar bit bulunabilir ve bu da bilgi için büyük bir potansiyel sağlar.

Bir kuantum bilgisayarı bu görevi farklı şekilde gerçekleştirir. Bir kübit aynı anda birden fazla duruma ulaşabilir; her durumun bir olasılığı vardır. Birlerin ve sıfırların her kombinasyonu bir olasılık gerektirir. Kombinasyonların miktarı çılgınca artabilir: n kübit için 2^n farklı durum vardır ve her birinin kendisiyle ilişkili bir olasılığı vardır (Kuantum).
Modern bir bilgisayar ile kuantum bilgisayarın bir kilit için doğru kombinasyonu nasıl bulacağını gösteren güzel bir örnek Scientific American'dan geliyor:

4 rakamlı bir kilit alın: 0, 1, 2, 3; ve kilidini açmak için gereken herhangi bir numara. Modern bir bilgisayar her sayıyı sırayla dener: '1' doğru mu? '2' doğru mu? Ve benzeri. Doğru numarayı bulana kadar potansiyel olarak 4 sayının tamamını deneyecektir. Bir kuantum bilgisayarı aynı anda birden fazla sayıyı test edecek ve her potansiyel doğru cevap için benzersiz bir cevap alacaktır. Modern bilgisayar n/2 tahminin ortalamasını alırken, kuantum bilgisayarı yalnızca n'nin (Kuantum) kareköküne ihtiyaç duyar.

Kuantum bilgisayarların gerçekleştirebildiği devasa hesaplamalar göz önüne alındığında olasılıkların sınırı yok gibi görünüyor. Öğrenmenin ve yaratmanın tüm alanlarındaki bilgi işlem olanaklarını düşünün. Tıp alanı kuantum bilişimden büyük ölçüde faydalanabilir, doktorlar insan vücudunu keşfedebilir ve simüle edilmiş ortamlarda deneyler yaparak tıbbi araştırmaları büyük ölçüde ilerletebilir. Hatta büyük sayıların asal çarpanlarına ayrılmasını bile hesaplayabilirsiniz. Asal çarpanlara ayırma, çoğu kuruluşun şifreleme için kullandığı matematiksel algoritma olarak bildiğimiz şeydir.

Ben Simpson'ın örneği,
Tersine hesaplamak çok zordur; modern bir bilgisayar gerekli hesaplamaları yapmak için milyonlarca yıl harcayabilir ve bu da herhangi bir hackleme girişimini gülünç hale getirebilir (Quantum). Ancak bir kuantum bilgisayar gerekli hesaplamaları bir yıldan daha kısa sürede tamamlayabilir. Şimdi? biraz korkutucu.

Bu noktada umarım yapmışımdır? Bu konu hakkında kafanızı çok fazla karıştırmadım. Bana gelince, yapabilir miyim? Quantum bilgisayarlarının ortaya çıkmasını beklemeyin. Peki CPU üreticilerinin endişelenmesi mantıklı mı sizce? Kuantum bilgisayar ortaya çıktığında sistemlerini kullanılmaz hale getirecek. Bir soru şu olabilir: Bilgisayar üreticileri de bu teknolojiyi araştırıyor mu? Paramı buna yatırırdım.

Editörlerin Önerileri

  • İyi zamanlanmış bir hashtag nasıl Juneteenth'i milyonlarca kişi için resmi tatil haline getirdi?
  • Zaten satın aldığınız şeylerin reklamlarını neden görüyorsunuz?
  • Zoom patronu yanlış adımları kabul ediyor ancak iyileştirmeler yapıldığında ısrar ediyor
  • Google Fotoğraflar, tek seferlik fotoğraf ve videoların paylaşılmasını kolaylaştırdı
  • Dava, Equifax'in aptal şifresinin verilerinizi çalmayı çok kolaylaştırdığını iddia ediyor

Yaşam tarzınızı yükseltinDigital Trends, en son haberler, eğlenceli ürün incelemeleri, anlayışlı başyazılar ve türünün tek örneği olan ön bakışlarla okuyucuların teknolojinin hızlı tempolu dünyasını takip etmelerine yardımcı olur.