어떻게 닫은 우리를 만드는 양자 컴퓨터까?
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레이스가 한창이다. 세계 최고의 회사를 만들기 위해 노력하고 먼저 양자 컴퓨터 기술을 기반으로,오래 유망한 과학자들의 개발을 지원하는 놀라운 새로운 자료를,이상적인 데이터 암호화 및 정확한 예측에 변화가 지구의 기후습니다. 이러한 차이는 나타나지 않는 이전의 십 년 동안,그러나 그는 멈추지 않고 IBM,Microsoft,Google,인텔과 다른 사람입니다. 그들은 말 그대로 배치의 조각 quantum bits–나 qubits–프로세서 칩이다. 하지만 경로 양자 컴퓨터보다 훨씬 더 많은 것을 포함한다는 것의 조작 양자 입자니다.
큐 비트 수를 나타냅 0 고 1 동시에,독특한 현상의 양자 중첩니다. 이 qubits 을 잡아의 거대한 숫자 계산은 한 번에 크게 증가하는 전산 속도와 용량니다. 하지만 거기에 다른 유형의 qubits,모든 이들은 동등하게 창조되었습니다. 에서 프로그래밍 실리콘에 양자 칩,예를 들어,비트 값(1 또는 0)에 의해 결정된 회전방향의 전자니다. 그러나,qubits 는 매우 취약하고,몇 가지 필요한 온도의 20millikelvin–250 시간보다 차가 깊은 공간을 유지하기 위해서는 안정되어 있습니다.
의 물론,양자 컴퓨터 프로세서입니다. 이러한 새로운 생성 시스템이 요구하는 새로운 알고리즘에 새로운 소프트웨어,링크의 무리는 아직 개발되지 기술의 혜택을 거대한 컴퓨터의 힘입니다. 또한,계산 결과될 필요가 어딘가에 저장합니다.
"되지 않은 경우드,우리가 만든 것 중 하나"라고 짐 Clark,감독의 양 하드웨어에서 인텔 연구소입니다. CES 에서 올해는,인텔 소개 49kubicova 프로세서 코드 명 얽힌 호수도 있습니다. 몇 년 전,이 회사는 만들어 가상 환경에 대한 테스트가 양자를 사용하여 강력한 슈퍼컴퓨터 스탬피드(텍사스대학교)을 시뮬레이션 42-cubatobaco 프로세서입니다. 그러나,정말 이해를 작성하는 방법 소프트웨어에 대한 양자 컴퓨터 시뮬레이션 할 필요가있는 수백 수천의 qubits,말니다.
Scientific American 했 클라크의 인터뷰에서 그는 이야기에 대한 다른 방법을 만드는 양자 컴퓨터,그들은 왜 그렇게 약하고 왜 이 모든 것은 너무 많은 시간이 걸립니다. 당신이 관심이 있을 것입니다.
는 양자 컴퓨터에서 차이가 전통적인가요?
일반적인 은유적으로 표현한 것입니다 비교하는 데 사용되는 두 가지 유형의 계산—은 동전. 에서 기존의 컴퓨터를 프로세서에서는 트랜지스터 중 하나"머리"또는"꼬리"니다. 하지만 물으신다면 어느 쪽의 동전을 보이는 경우 회전,당신이 말할 것이 답이 될 수 있습니다. 그래서 준비했 양자 계산합니다. 대신 일을 나타내는 비트 0 또는 1,당신은 양자하는 비트 0 과 1 만큼 큐 비트 멈추지 않을 것입니다 회전이다.
상태 공간 또는 기능의 거대한 숫자를 통해 가능한 조합의 경우에는 양자 컴퓨터 기하 급수적입니다. 상상하는 내가 내 손에 두 동전이 나는 공기를 던져에 같은 시간입니다. 그들이 스핀,그들은 다음과 같은 네 가지 상이다. 면 던져 세 개의 동전 공중으로,그들은 나타냅니다 여덟 가능한 상태입니다. 면에서 발생하는 공기 오전 및 물을 것이다 당신은 얼마나 많은 국가들을 대표,대답은 숫자를 계산할 수 없습도 가장 강력한 슈퍼컴퓨터 세계에서습니다. 삼백 동전은 여전히 비교적 적은 수 것이 더 수행한국 원자보다 우주에 있습니다.
왜 qubits 은 깨지기 쉬운가요?
현실은 동전이나 qubits,결국 회전 정지와 퀀타 붕괴로 특정 상태에 있는지,그것은 머리 또는 꼬리합니다. 의 목표는 양자 컴퓨팅을 유지하는 것이 자신의에서 회전하는 중첩의 설국의 오랜 시간입니다. 는 상상에 내 책상 회전하는 동전과 누군가가 밀어 테이블니다. 동전을 수 있는 빠르게 떨어진다. 소음,온도 변화,전기 변동 또는 진동을 할 수 있는 모든 방해 큐 비트와의 손실로 이어질의 데이터습니다. 방법 중 하나를 안정시키 qubits 의 특정 형태를 유지하는 것입니다. 우리의 qubits 은 작업에서 냉장고의 크기는 배럴 55 갤런을 사용한 특별한 동위 원소의 냉각을 위한 헬륨의 온도는 거의 절대적인 영니다.
의 다른 유형 qubits 다른가?
있다 적어도 여섯 일곱 가지 유형의 큐 비트,그리고에 대한 세 개 또는 네 개의 그들의 적극적으로 고려되는 양자 컴퓨터입니다. 에 차이가를 조작하는 방법 qubits 고 그들이 서로 상호 작용할 수 있습니다. 해야하는 두 개의 큐 비트 전달하기 위해 서로 수행하는"복잡하"계산,및 다른 유형의 qubits 에 얽혀 있는 다른 방법이 있습니다. 설명한 유형 긴급,냉각하라고 초전도 시스템을 포함하는 프로세서 얽힌 호수,양자 컴퓨터 내장 구글,IBM 및 다른 사람입니다. 다른 방법이 사용하여 진동 요금 잡은 이온 장소에서 개최되는 진공 챔버와 레이저 빔의 역할을 qubits 니다. 인텔은 개발하고 시스템과 함께 갇혀온이기 때문에,그것은 필요한 깊은 지식을 레이저 및 광학에,우리는 그것을 할 수 없습니다.
그러나 우리가 공부 세 번째 유형이라고 하는 실리콘 스핀 qubits 니다. 그들은 모양처럼 전통적인 실리콘 트랜지스터하지만,운영에서의 단자입니다.스핀 qubits 를 사용하여 전자레인지 펄스를 제어하는 스핀의 전자와 릴리스의 양자의 힘입니다. 오늘날 이 기술은 덜 성숙한보다 기술의 초전도 qubits,그러나,될 수 있습이 훨씬 더 가능성이 높 규모가 상업적으로 성공적인다.
을 얻는 방법을 이 시점 멀리까요?
첫 번째 단계는 이러한 양자 칩니다. 동시에,우리는 실시에 시뮬레이션 슈퍼컴퓨터입니다. 를 실행하는 양자 시뮬레이터에 대한 인텔,우리는 다섯 조 트랜지스터 모델링을 위한 42qubits 니다. 을 달성하는 상업적인 도달에 대한 만 qubits 나 더 하지만 시작 시뮬레이터는 다음과 같이 구축할 수 있습니다 기본적인 아키텍처,컴파일러와 알고리즘이 있습니다. 우리가 찾을 때까지 일부는 실제 시스템이 포함됩니다 수백 수천의 qubits,그것은 그분이 어떤 종류의 소프트웨어 우리는 것이 실행할 수 있습니다. 방법은 두 가지의 크기를 늘리는 같은 시스템을 하나 더 추가하 qubits 는 것이 더 필요한 물리적인 공간이다. 문제는 경우 우리의 목표를 만들고 컴퓨터에서만 qubits,수학을 허용하지 않습니다 그들이 제대로 확장합니다. 다른 방법은 수축 내부 차원의 통합 회로이지만,이러한 접근 방식이 필요 초전도 시스템,그리고 그것을 요구하는 것이다. 스핀 qubits 백만에서 시간 미만,그래서 우리는 다른 솔루션을 추구합니다.
외에도,우리가 원하는 품질을 개선하 qubits 도움이 될 것입니다 우리들을 테스트하는 알고리즘을 만들고 우리의 시스템입니다. 품질 참조 정밀도와 함께 하는 정보를 전송하는 시간을 가진다. 하지만 많은 부분은 시스템의 품질을 개선하고,가장 큰 이익을 달성을 통해 새로운 재료의 개발 및 개선의 정확성 전자레인지 펄스를 제공합니다.
최근 소위원회에서 디지털 무역 및 소비자 보호를 미국에 대해 공청회를 개최했는 양자 컴퓨터입니다. 어떤 의원에 대해 알고 싶은 이 기술은?
은 여러 가지가 있 청문회의 다양한 위원회니다. 는 경우에 당신은 양자 계산은,우리가 말할 수 있는 컴퓨팅의 다음 100 년이다. 에 대한 미국 및 다른 정부들이 아주 자연스럽게에 관심이 있는 기회입니다. 유럽연합은 계획에서 수십억 달러의 기금에 대한 양자 연구에서 유럽입니다. 마지막 떨어,중국 발표한 연구에 기초하$10 억에 초점을 맞출 것이다 양자정보과학니다. 질문 보다:우리는 무엇을 할 수 있으로 나라에서 국가 수준까? 국가 전략에 대한 양자 계산을 실행해야 하는 대학,정부와 업계에서 함께 작업의 다양한 측면을 기술합니다. 표준은 확실히 필요한 관점에서의 통신 또는 소프트웨어 아키텍처입니다. 노동력이 또한 문제이다. 면 지금,나는 열의 공석에 대한 전문가 양자 컴퓨터,두 분의 신청자의 가능성이 높을 수 밖에서 우리합니다.
미치는 영향은 무엇이의 양자 컴퓨터 개발에 대한 인가?
원칙적으로,첫 번째 제안 양자 알고리즘에 전념하는 보안(암호화)또는 화학,재료의 모델링합니다. 이 문제는 것은 근본적으로 다루기 어려를 위한 전통적인 컴퓨터입니다. 그럼에도 불구하고,거기에 많이 벤처 기업과 그룹의 과학자들은 작업에 기계 학습 및 인공 지능의 도입으로 양자 컴퓨터 이론이다. 주어진 시간에 프레임을 개발하는 데 필요한 AI,나는 예상하고 있는 전통적인 칩,를 위해 특별히 최적화 알고리즘 AI,에 영향을 미칠 것이다 개발의 양자 칩니다. 어떤 경우에,AI 은 확실히 향상을 얻을에서는 양자 컴퓨터입니다.
때 우리는 작동하는 양자 컴퓨터는 실제 문제를 해결은?
첫 번째 트랜지스터 만들어졌 in1947. 첫 번째 집적 회로에서는 1958. 첫 번째 마이크로프로세서 Intel 포함된 약 2,500 트랜지스터–오만 1971. 이러한 각각의 이정표가 나누 십년간 보다는 더 많은 것입니다. 사람들이 생각하는 양자 컴퓨터 이미 모퉁이지만,역사는 보는 것이 어떤 성과 시간이 필요합니다. 는 경우에 10 년간 우리가 양자 컴퓨터에 몇 천 qubits,그것은 확실히 가고 세계를 변경하는 것처럼 변화의 첫 번째 마이크로프로세서입니다.
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