Alvorlige kvante-datamaskiner er klar til bruk. Hva kan de gjøre?

Dato:

2019-08-06 12:00:23

Utsikt:

774

Vurdering:

1Like 0Dislike

Dele:

Alvorlige kvante-datamaskiner er klar til bruk. Hva kan de gjøre? Source:

I et lite laboratorium i det frodige landskapet omtrent hundre mil Nord for new York city fra taket henger en kompleks floke av rør og elektronikk. Denne datamaskinen, selv om kaotiske i utseende. Og det er ikke en vanlig datamaskin. Kanskje det skal bli en av de viktigste i historien. Kvante-datamaskiner lover å utføre beregninger langt utenfor rekkevidde av alle konvensjonelle superdatamaskin. De kan gi en revolusjon i området etablering av nye materialer, slik at å simulere oppførselen til saken ned til atomnivå. De kan bringe kryptografi og datasikkerhet til et nytt nivå, bryte den hittil ugjennomtrengelig koder. Det er til og med et håp om at de vil gi kunstig intelligens til et nytt nivå, vil hjelpe ham mer effektivt sile og behandle data.

Og først nå, etter flere tiår med jevn fremgang, forskere er endelig i nærheten av å skape en kvante-maskin, kraftig nok til å gjøre hva vanlige datamaskiner ikke kan gjøre. Denne vakre landemerke kalt "quantum overlegenhet". Bevegelsen til dette landemerket er ledet av Google, etterfulgt av Intel og Microsoft. Blant dem er godt finansiert startups: Rigetti Computing, IonQ, Quantum Kretser, og andre.

Og ennå ingen kan matche IBM i dette området. For 50 år siden, har selskapet gjort fremgang i materialvitenskap, som la grunnlaget for datamaskinen revolusjon. Så i oktober i fjor, MIT Technology Review gikk til Forskning er Thomas J. Watson på IBM for å svare på spørsmålet: hva er et kvantesprang datamaskinen være god? Er det mulig å bygge en praktisk, pålitelig quantum datamaskinen?

Hvorfor trenger vi en kvante-maskin?

Dette research center ligger i Yorktown heights, litt som en flygende tallerken som det var i 1961. Det ble designet av arkitekten Eero neofuturists Saarinen og bygget i løpet av tiden av IBM som Skaperen av store stormaskiner for virksomheten. IBM var den største datamaskinen selskap i verden, og over ti år på å bygge research center hun ble den femte største selskapet i verden etter Ford og General Electric.

Selv om det korridorer av bygningen med utsikt over landsbyen, utformingen er slik at ingen av kontorene inne uten Vinduer. I ett av disse rommene og funnet Charles Bennett. Nå er han er 70, han hadde store hvite kinnskjegg, han var iført svarte sokker med sandaler og til og med en blyant sak med håndtak. Omgitt av gamle pc-skjermer, kjemiske modeller og uventet, en liten disco ball, han husket fødselen av quantum computing som om det var i går.

Når Bennett ble med IBM i 1972, kvantefysikk var allerede for et halvt århundre, men beregningene fortsatt lettelse opp på klassisk fysikk og matematisk teori av informasjon som Claude Shannon som er utviklet ved MIT i 1950-årene. Hva Shannon kvantifisert informasjon med antall "biter" (begrepet han populariserte, men ikke oppfunnet) er nødvendig for lagring. Disse biter, 0 og 1 en binær kode som dannet grunnlaget for den tradisjonelle beregningen.

Et år etter ankomst i Yorktown heights, Bennett har bidratt til å legge Grunnlaget for quantum information theory, som utfordret den forrige. Hun bruker bisarre oppførsel av objekter på atomær skala. I slike skalaer partikkelen kan finnes i "superpositions" av mange Stater (dvs. sett av stillinger) samtidig. To partikler kan bli "fanget", slik at å endre tilstanden til en umiddelbart svarer til den andre.

Bennett og andre forstått at noen typer beregninger som tar opp for mye tid, eller til og med umulig, kan være effektivt gjennomført med hjelp av kvantifisere fenomener. En quantum datamaskinen lagrer informasjon i quantum biter, eller qubits. Qubits kan eksistere i superpositions av enere og nuller (1 og 0), og forvirring, og forstyrrelser kan brukes til å søke etter computing-løsninger i et stort antall land. Å sammenligne quantum og klassisk datamaskiner er ikke helt riktig, men, billedlig talt, en kvante-maskin med flere hundre qubits kan produsere flere beregninger samtidig, enn det er atomer i universet.

I løpet av Sommeren 1981 av IBM og MIT, organisert et landemerke hendelse som kalles "den Første konferansen om fysikk databehandling". Det ble holdt på hotellet Endicott House, et herskapshus i fransk stil nær campus av MIT.

I bildet, som Bennett gjorde under konferansen, på plenen, kan du se noen av de mest innflytelsesrike figurene i historien til databehandling og kvantefysikk, inkludert Conrad Susa, som utviklet den første programmerbare datamaskinen, og Richard Feynman, som har gitt viktige bidrag til kvanteteori. Feynman heldt på en viktig konferanse tale der han tok opp ideen om å bruke quantum virkninger for beregning.

"den største presse kvante-teori til opplysninger som er mottatt fra Feynman, sier Bennett. "Han sa: arten er quantum, hennes mor! Hvis vi ønsker å simulere det, trenger vi en kvante-maskin."

En Kvante-maskin, IBM er en av de mest lovende av alle, som er rett ned i hallen fra kontoret av Bennett. Denne maskinen er beregnet for etableringen og manipulasjon av et viktig element i en kvante-maskin: qubits som lagrer informasjon.

Avgrunnen mellom drøm og virkelighet

IBM-Maskinen bruker quantum effekter som oppstår i superledende materialer. For eksempel, noen ganger dagens renn med klokken og mot klokken på samme tid. Datamaskin IBM bruker superledendechip, hvor qubit består av to ulike elektromagnetisk energi, som alle Stater.

Over hodet overføring linje tilnærming har mange fordeler. Maskinvare kan være opprettet ved hjelp av godt kjent etablerte metoder, og til å styre systemet, kan du bruke en vanlig datamaskin. Qubits i en superledende krets lett mottagelig for manipulasjon, og er mindre følsomme enn enkelte fotoner eller ioner.

I quantum lab IBM ingeniører arbeider på en versjon av datamaskinen med 50 qubits. Du kan kjøre en enkel simulator av en kvante-maskin på en vanlig datamaskin, men med 50 qubits ville være nesten umulig. Og det betyr at IBM er teoretisk nærmer seg det punktet utover som en quantum datamaskin kan løse problemer utilgjengelig for konvensjonell datamaskin: med andre ord, quantum overlegenhet.

Men forskere fra IBM vil fortelle deg at quantum overlegenhet er en flyktig begrep. Du må ha alle 50 alen fungerte perfekt, når det i realiteten er kvante-datamaskiner lider av feil. Også utrolig vanskelig å opprettholde qubits over en gitt periode av tid; de har en tendens til å "decoherence", som er til tap av sin delikate quantum natur, som en røyk ring oppløses ved den minste bris. Og mer qubits, jo mer vanskelig å takle både oppgaver.

"Hvis du hadde 50 eller 100 qubits, og de ville virkelig fungerer godt nok, og var helt fri fra feil du kan gjøre uforståelig beregninger, som det ville være umulig å gjengi på en klassisk bil, ikke nå, ikke så eller i fremtiden," sier Robert Selikoff, en Yale University Professor og grunnlegger av Quantum Kretser. "Den andre siden av quantum computing er at det er utrolig mange muligheter for feil".

En Annen grunn til forsiktighet er det ikke helt åpenbart hvor nyttig det ville være enda en perfekt fungerende quantum datamaskinen. Det er ikke bare akselererer løsning av en oppgave som du kaster opp. Faktisk, i mange typer data, vil det være uforholdsmessig "dummere" klassiske biler. Ikke mange algoritmer har blitt definert til dags dato som en kvante-maskin vil ha en åpenbar fordel. Og selv med dem, denne fordelen kan være kortvarig. Den mest kjente quantum algoritme som er utviklet av Peter Ko av MIT, er utformet for å finne Prime faktorer av heltall. Mange kjente kryptografiske ordninger stole på det faktum at dette søket er svært vanskelig å gjennomføre en normal datamaskin. Men kryptografi kan tilpasse og lage nye typer koden, for ikke å stole på primtallsfaktorisering.

Derfor, selv nærmer seg 50-cubitas milepæl, IBM forskere prøver å fordrive hype. På bordet i gangen, som har utsikt over den frodige plen utenfor, er Jay Gambetta, en høy Australske, utforske quantum algoritmer og potensielle applikasjoner for IBM-utstyr. "Vi er i en unik posisjon, sier han, å nøye velge hennes ord. "Vi har en enhet som er mest vanskelig det kan være simulert på en klassisk datamaskin, men det er ikke kontrollert med tilstrekkelig presisjon til å bære ut gjennom det enkelte algoritmer".

Hva gjør alle ilimskom håp om at enda en ufullkommen quantum datamaskin kan være nyttig.

Gambetta og andre forskere i gang med et program som Feynman forutså tilbake i 1981. Kjemiske reaksjoner og egenskaper av materialer bestemmes av samspillet mellom atomer og molekyler. Disse interaksjonene er kontrollert av kvantifisere fenomener. En kvante-maskin kan (i hvert fall i teorien) til modell dem som ikke kan vanlige.

Siste året, Gambetta og hans kolleger ved IBM brukt semicubical maskin for nøyaktig modellering av struktur av beryllium hydrid. Som består av bare tre atomer, dette molekylet er den mest komplekse av alle, noe som var simulert med bruk av quantum system. Til slutt, forskere vil være i stand til å bruke quantum datamaskiner for utforming av effektive solceller, narkotika eller katalysatorer som omdanner sollys til rent drivstoff.

Disse målene er, selvfølgelig, fortsatt ufattelig langt unna. Men, sier Gambetta, verdifulle resultater kan være avledet fra sammenkoblede quantum og klassisk datamaskiner.

Hva fysikk for drømmen, ingeniør mareritt

"Hype presser bevissthet om at quantum computing er ekte, sier Isak Chuang, en Professor ved MIT. "Dette er ikke drømmen om fysikk er et mareritt av ingeniør".

Chuan ledet utviklingen av den første kvante-datamaskiner, som arbeider ved IBM Almaden, California, i slutten av 1990-tallet – begynnelsen av 2000-tallet. Selv om han ikke lenger fungerer for dem, han mener også at vi er i begynnelsen av noe veldig stort og at quantum computing vil etter hvert spille en rolle i utviklingen av kunstig intelligens.

Han også mistanke om at revolusjonen vil ikke starte før en ny generasjon av studenter og hackere begynne å spille praktisk maskin. Kvante-datamaskiner krever ikke bare forskjellige programmeringsspråk, men også en fundamentalt annerledes måte å tenke om programmering. Som Gambetta sier, "vi vet ikke hva tilsvarer "Hallo verden" på en kvante-maskin."

Men vi begynner å se. I 2016, IBM ble en liten quantum datamaskin med skyen. Ved hjelp av verktøyet for programmering QISKit, kan du kjøre enkle programmer;tusenvis av mennesker, fra akademikere til elevene, har laget programmer for å QISKit som håndterer enkelt quantum algoritmer. Nå Google og andre selskaper prøver også å få kvante-datamaskiner på nettet. De kunne ikke gjøre mye, men gi folk muligheten til å oppleve hva en quantum computation.

Anbefales

Er det mulig digital udødelighet og om det

Er det mulig digital udødelighet og om det

når skal man bli udødelig gjennom digital teknologi. Jeg tror ikke det. Og du? I 2016, den yngste datteren Jang JI-sen Denne døde av sykdom assosiert med blodet. Men i februar, mor ble gjenforent med sin datter i virtuell virkelighet. Eksperter har m...

Hvorfor bad lang sitte ved datamaskinen og hvordan for å fikse det

Hvorfor bad lang sitte ved datamaskinen og hvordan for å fikse det

jeg har nylig gjennomført en liten spørreundersøkelse blant venner og bekjente om hvordan de vurdere effektiviteten når du arbeider eksternt. Nesten alle jeg kjenner — nå work from home med datamaskinen og telefonen. Og, som det viste seg, selv...

Parametrisk arkitektur: kan kunstig intelligens til å designe byene?

Parametrisk arkitektur: kan kunstig intelligens til å designe byene?

Når du tenker på fremtiden, hva bilder fremkomme foran øynene dine? Som en elsker av retro-futurisme – en sjanger som er basert på representasjon av folket i det siste om fremtiden, jeg har alltid forestilt byen fremtiden bygget bygninger, slik som p...

Kommentarer (0)

Denne artikkelen har ingen kommentar, bli den første!

Legg til kommentar

Relaterte Nyheter

Windows-10 i den nye modusen lenger for å spare energi

Windows-10 i den nye modusen lenger for å spare energi

det mer vanskelig oppgave — jo mer vil det ta energi. Men den moderne datautstyr, blir veldig kraftige, ofte også arbeid fra batteriet. Og det er et behov for å spare energi. Vi snakker for det meste om datamaskiner, nettbre...

Intel utvikler spinn qubits i drift ved høyere temperaturer

Intel utvikler spinn qubits i drift ved høyere temperaturer

Intel fortsetter å investere i ny teknologi, og en av hennes nyeste interesser — quantum computation. I fjor høst presenterte den første quantum-prosessor på grunnlag av 17 qubits, og i siste CES, en av de største produsente...

I Russland vil opprette en 50-Kubany quantum datamaskin

I Russland vil opprette en 50-Kubany quantum datamaskin

the Foundation for avanserte studier, det statlige Universitetet i Moskva, på WEB, og en rekke andre russiske organisasjoner som er dannet et konsortium som har som formål er utvikling av en kvante-maskin som består av ikke mindre...

Acer begynte å selge

Acer begynte å selge "den letteste bærbare" Swift 5 i Russland

I Russland begynte å selge den nye Acer ultrabook Swift 5. Ifølge selskapet, den bærbare pc-en er laget av spesiell legering, som forklarer dens lette vekt enheten veier mindre enn 1 kg. 14-tommers bærbare pc-er utstyrt med nyeste...

Apple planlegger å lansere en billig hotellrom MacBook

Apple planlegger å lansere en billig hotellrom MacBook

I de siste årene, Apple har aktivt oppdatert sin flaggskip MacBook Pro laptop, glemme den linje av Luft. Imidlertid, i henhold til de nyeste rapportene, dette året Apple selskapet kan til slutt komme tilbake til å produsere miniat...

Du trenger å åpne den

Du trenger å åpne den "svarte boksen" kunstig intelligens, før det er for sent

For flere år på 1980-tallet av studentene på medisinstudiet av St George ' s hospital i London ble valgt ved hjelp av high-tech metode. Et dataprogram, en av de første av sitt slag, og se gjennom cver, ved å velge fra alle program...

Har slått av automatisk oppdatering av Windows-10? I fengsel!

Har slått av automatisk oppdatering av Windows-10? I fengsel!

Windows-10 Operativsystemet har mange ulike funksjoner og muligheter, å forstå som noen ganger er veldig vanskelig. Men, brukere av dette OS si at en av de viktigste ulempene er tvunget laste ned alle oppdateringer og deres påfølg...

NASA er finansiering etablering av en blockchain service for luftfart studier

NASA er finansiering etablering av en blockchain service for luftfart studier

Eksperter Abrenskogo Universitetet i USA å utforske muligheten for å lage en blockchain tjeneste som vil beregne banen til satellitter, som tillater dem å unngå kollisjon med plass rusk. For videre arbeid på dette området, NASA ha...

Den Europeiske Union vil tilbringe € 1 milliard kroner på å utvikle sin egen superdatamaskiner

Den Europeiske Union vil tilbringe € 1 milliard kroner på å utvikle sin egen superdatamaskiner

Informasjon-analytisk utgaven av Bloomberg, som siterer en uttalelse fra Eu-Kommisjonen rapporter om at den Europeiske Union planer om å tilbringe € 1 milliard for å fange opp med Kina, USA og Japan i utviklingen av superdatamaski...

Gårsdagens virus-extortionist ble supplert og korrigert NotPetya

Gårsdagens virus-extortionist ble supplert og korrigert NotPetya

Virus-cryptographer, prøvde å angripe russiske banker og infiserte datamaskiner av en rekke ukrainske organisasjoner og den russiske medier, kalt BadRabbit. Spesialister i selskapet «Gruppe-IB», analysert det ble påpekt ...

Snapdragon PC — hvorfor og når du vil bli utgitt?

Snapdragon PC — hvorfor og når du vil bli utgitt?

Smarttelefoner — kompakt, lett og slank enhet som lar deg gjøre mye av det "stand" PC-en. Imidlertid, mange smarte telefoner har en betydelig ulempe — midt i sine slanke tilfeller batterier kan ikke gå for lenge uten l...

Google vet hva de skal gjøre med gamle datamaskiner

Google vet hva de skal gjøre med gamle datamaskiner

Den raske fremskritt i datamaskinteknologi, det er mindre hyggelig enn det som følger fremdriften av veksten i produktivitet og funksjonalitet aspekt. Det er veldig raskt blir utdatert, selv om det teknisk sett kan fortsatt arbeid...

Superdatamaskin Hewlett-Packard har opplevd i verdensrommet

Superdatamaskin Hewlett-Packard har opplevd i verdensrommet

en Måned siden på ISS i lasterommet av lasteskip Dragon har kommet SpaceBourne superdatamaskin, utviklet i fellesskap av NASA og Hewlett-Packard. Det ble opprettet for å lære hvordan slike high-tech utstyr vil oppføre seg på plass...

Forskere har laget den første quantum microchip minne

Forskere har laget den første quantum microchip minne

Forskere har store forhåpninger for bruk av fenomener av quantum superposisjon og quantum forviklinger for databehandling og data overføring. Men så langt ingen har vært i stand til å skape et kvantesprang minnebrikker. Ansatte i ...

Gjennomført den første testen av teknologi quantum 4D-koding

Gjennomført den første testen av teknologi quantum 4D-koding

Tradisjonell coding teknologier for informasjon transfer bruke det binære systemet. Men selv nå utvikler metoder for quantum informasjon transfer er også basert på system data med to variabler. Selv om metodene for flerdimensjonal...

DARPA vil bygge modulære datamaskiner basert på

DARPA vil bygge modulære datamaskiner basert på "cabletow"

Vi har den såkalte "chiplet" — thin silicon plater på noen måte tolket begrepet tradisjonell chips. Utviklet av ingeniører i Palo Alto Research Center (a divisjon av Xerox) chipley kan være flere titalls og hundrevis brukes ...

Dyp Blå vs Kasparov: tjue år av revolusjonen, big data

Dyp Blå vs Kasparov: tjue år av revolusjonen, big data

På den syvende i den avgjørende finalen i sort gjorde hva er nå ansett som en kritisk feil. Når det er svart, messed opp beveger seg i Caro-cann forsvar, hvite tok fordel og organiserte angrep, ofre sin ridder. Bare 11 av de neste...

En gruppe av forskere fra STORBRITANNIA planer om å lage en analog av Matrix

En gruppe av forskere fra STORBRITANNIA planer om å lage en analog av Matrix

Nylig, den Britiske selskapet Usannsynlig, som specializiruetsya på utvikling av programvare for simulering av virtuelle verdener har mottatt fra en Japansk Corporation SoftBank grant i mengden av 502 millioner dollar. Denne hende...

Kina planlegger å opprette 20-cubanow quantum system dette året

Kina planlegger å opprette 20-cubanow quantum system dette året

flere og flere bedrifter er nå inn i kampen om å opprette kvante-datamaskiner. Nylig rapporterte vi at Google begynte å lage . Og nå kom det nyheter fra Kina: en gruppe forskere fra det Kinesiske Universitetet for Vitenskap og tek...

Microsoft har annonsert den bærbare Overflate Bærbare pc som kjører Windows, 10 s

Microsoft har annonsert den bærbare Overflate Bærbare pc som kjører Windows, 10 s

i løpet av de siste 2 mai 2017 new York presentasjon EDU Microsoft har annonsert at de ikke bare en ny beregnet for utdanning, operativsystem, Windows-10 s, men den bærbare Overflaten. Datamaskiner som kjører Windows i mange år do...