Kvantdatorer. Varför dem ännu, även om de redan har?

Datum:

2019-08-11 11:54:17

Visningar:

858

Betyg:

1Like 0Dislike

Aktie:

Kvantdatorer. Varför dem ännu, även om de redan har? Source:

För Femtio år sedan, smartphones skulle ha verkade helt magiska datorer. Precis som klassiska datorer har varit nästan otänkbart för tidigare generationer, men idag står vi inför födelsen av en helt ny typ av design: något så mystiskt som det kan kallas magi. Det är kvantdatorer. Om ordet "quantum" är obekant för dig, du är inte ensam. Denna mycket coola, små, känsliga och mycket konstiga världen kan tyckas tveksamt system i vilket det föreslås att bygga en kommersiell datoriserad maskin, men det är precis vad du arbetar på IBM , Rigetti Datorer och andra företag.

I januari, på CES inom ramen för initiativet IBM Q visade Systemet (se ovan): en bländande, graciös och liknande ljuskrona för bilen, som blev den första integrerad universal system av quantum computing för kommersiell användning, vilket kan spela alla.

Om potentialen av kvantdatorer hört, förmodligen, alla egenskaper av kvantfysik erbjuder massively parallel computing system, som förmodligen kommer att ge ett stort hopp i processorkraft och kommer att överträffa alla transistor-baserade superdatorer, med vilka vi kan ställas inför i dag och i morgon. De kommer att revolutionera inom kemi, läkemedel, material science, och maskininlärning.

Men vad gör kvantdatorer så kraftfull? Let ' s deal.

Vad är en qubit?

Till att börja med, komma ihåg hur är kvantdatorer.

Hemlighet av sin skicklighet att de manipulerar qubits. Allt som hanterar den klassiska dator — text, bilder, videor och så vidare — som består av långa strängar av ettor och nollor, eller bitar. Till sin natur bit representerar en stat av de två: på/av eller anslutna till el-kretsen eller inte. I moderna datorer, bitar är vanligtvis representerat av elektrisk spänning eller ström puls.

Kvantdatorer, däremot, lita på qubits. Som binära bitar, qubits är grunden för beräkning, med en stor skillnad: den qubits tenderar att vara supraledare, elektroner eller andra subatomära partiklar. Det är inte förvånande att manipulation av qubits representera komplexa vetenskapliga och tekniska problem. IBM, till exempel, använder flera lager av supraledande kretsar som finns i en kontrollerad miljö och gradvis kylas till en temperatur som är lägre än deep space är nära den absoluta nollpunkten.

Eftersom qubits bor i quantum verkligheten, de har en märklig kvantmekaniska egenskaper.

Superposition, sammanflätning och störningar

Om lite för att ge som ett mynt med en örn (0) eller klave (1), qubits representeras av ett snurrande mynt: i en mening, de är både örnar och svansar, och varje stat har en viss sannolikhet. Forskare använder kalibreras mikrovågsugn pulser för att sätta qubit i en superposition, likaså den andra frekvensen och varaktigheten av dessa pulser kan vända qubit så att det var i någon annan stat (men fortfarande i en superposition).

På grund av överlagring av de enskilda kvantbit kan representera mycket mer information än den binära bitar. Detta beror delvis på det faktum att när den ursprungliga ingången qubits kan gå via "brute force" -ett mycket stort antal möjliga utfall på samma gång. Den sista svaret visas endast när forskare mäter qubits — också, med hjälp av mikrovågsugn signaler — det som gör dem till "kollaps" i ett binärt tillstånd. Ofta har forskare för att göra beräkningar flera gånger för att kontrollera svaret.

Den Förvirring som är ännu mer häpnadsväckande. Tillämpningen av mikrovågsugn pulser på ett par qubits kan förvirra dem så att de alltid kommer att finnas i samma kvanttillstånd. Det tillåter forskare att manipulera intrasslad par qubits, helt enkelt genom att ändra tillståndet för en av dem, även om de är fysiskt separerade med ett stort avstånd, därav "spooky action at a distance". På grund av det förutsägbara typ av engagemang, tillägg av qubits ökar exponentiellt datorkraft för en kvantdator.

För Störningar — den sista av de egenskaper som genomför kvantalgoritmer. Tänk rullande vågor: ibland är de driva varandra (för att agera på ett konstruktivt sätt), och ibland härdas (destruktiva). Använd störningar ger forskare möjlighet att styra staten, att förstärka signaler som leder till rätt svar, och makulering av de som ger felaktiga svar.

Hur programmerbara kvantdatorer?

Det Huvudsakliga syftet är för att koda en del av problemet i komplexa kvanttillstånd med qubits, och sedan att manipulera som villkor för att ge det till någon form av lösning som kan mätas efter kollapsen av superpositions i en deterministisk sekvens av nollor (0) och ettor (1).

Förstå? En omläsning.

Låter komplicerat, men eftersom alla termer har vi redan diskuterat, kan förstå.

Som i fallet med klassiska programmering, forskare håller på att utveckla ett språk assembler på låg nivå för att maskinen inte förstår är det bättre att gå från dem till den höga nivå språk och grafiska gränssnitt är det mer lämpligt att det mänskliga sinnet. IBM Qiskit, till exempel, får praktiker för att skapa uppgifter och dra och släpp logiken element.

Demon decoherence

Varför kvantdatorer är ännu inte säljs i varje hörn? I en mening, forskare försöker att byggaperfekt maskin av ofullkomliga delar. Kvantdatorer är extremt känslig för störningar, buller och annan miljöpåverkan, vilket gör att deras kvanttillstånd avta och försvinna. Denna effekt kallas för dekoherens.

För vissa experter decoherence är ett problem som begränsar en kvantdatorer. Även med alla de observerade åtgärder för buller kan sippra in i beräkningarna. Forskarna kunna lagra quantum information så länge som det inte förlorar sin integritet under inflytande av dekoherens, vilket begränsar antalet beräkningar som kan utföras i rad.

Den Känsliga karaktären av quantum computing är också anledningen till att blinda lägga till qubits att systemet kommer inte nödvändigtvis göra den mer kraftfull. Feltolerans är noga undersökts i fält av quantum computing: logik, lägga qubits kan kompensera för en del problem, men för att skapa en enkel, pålitlig qubit att överföra de uppgifter som behövs för miljontals av felrättande qubits. Och vi har dem idag är större än 128. Kan hjälpa smarta algoritmer som utvecklas också.

quantum Simulering med hjälp av kvantdatorer

Som big data är nu ett hett ämne, man skulle förvänta sig att kvantdatorer kommer att kunna hantera stora datamängder än den klassiska. Men det är det inte.

I Stället, kvantdatorer är särskilt bra vid modellering av naturen. Till exempel, quantum computing kan användas för att mer effektivt bygga molekyler av droger för att de i princip fungerar på samma sätt som de molekyler som de försöker simulera. Beräkningen av kvanttillstånd av en molekyl är en otroligt komplicerad uppgift som är nästan omöjligt med våra datorer, men kvantdatorer kan hantera sin entusiasm.

På samma sätt, quantum computing kan revolutionera området materialvetenskap eller överföring av information. Tack för att fastna, qubits, fysiska brett isär, kan skapa en kanal för överföring av information från en vetenskaplig synvinkel skulle det vara säkrare för våra befintliga kanaler. Quantum Internet är fullt möjligt.

Men mest intressant är detta: vi vet inte ens den mängd fantastiska frågor som kan försöka lösa kvantdatorer. Att bara ha en kommersiell quantum dator och som möjliggör för människor att arbeta med honom, vi kunde identifiera nya intressanta områden som är lämpliga för denna fantastiska nya tekniken.

Och vad problemet skulle försöka att lösa på en kvantdator du behöver? Berätta för oss .

Rekommenderad

Är det möjligt digital odödlighet och om det

Är det möjligt digital odödlighet och om det

när kommer man att bli odödlig genom digital teknik. Jag tror inte det. Och du? I och med 2016, yngsta dotter Jang JI-sen Detta dog av sjukdom i samband med blod. Men i februari var mor återförenas med sin dotter i en virtuell verklighet. Experter ha...

Varför dåligt länge sitta vid datorn och hur man rättar till det

Varför dåligt länge sitta vid datorn och hur man rättar till det

jag har nyligen genomfört en liten undersökning bland vänner och bekanta om hur de utvärdera deras effektivitet när du arbetar på distans. Nästan alla jag känner — nu arbeta hemifrån med dator och telefon. Och, som det visade sig, även de som t...

Parametrisk arkitektur: kan artificiell intelligens för att utforma städer?

Parametrisk arkitektur: kan artificiell intelligens för att utforma städer?

När du tänker på framtiden, vad det är för bilder uppstår framför dina ögon? Som en älskare av retro-futurism – en genre som bygger på representation av människor i det förflutna om framtiden, jag har alltid trott staden i framtiden byggs byggnader, ...

Kommentar (0)

Denna artikel har ingen kommentar, vara den första!

Lägg till kommentar

Relaterade Nyheter

IBM uppfann

IBM uppfann "Moores lag" för kvantdatorer

IBM har föreslagit att en åtgärd av "quantum volym", som väntas fördubblas varje år — och det kommer att vara lika Moores lag, som är observerade i traditionella datorer. Enligt Moores lag antalet transistorer på ett chip, och där...

Fysiker har räknat ut att den tid av staten för överlagring av grafen qubits

Fysiker har räknat ut att den tid av staten för överlagring av grafen qubits

Möjligheten till praktisk användning av kvantdatorer ett steg närmare tack vare grafen. Experter från Massachusetts Institute of technology och deras kollegor från andra forskningsinstitutioner kunde för att beräkna tiden för över...

På MIT brukade ett biologiskt virus i syfte att snabba upp din dator

På MIT brukade ett biologiskt virus i syfte att snabba upp din dator

när datorn (och alla andra elektroniska enheter) processer, uppgifter, det är en liten fördröjning, det vill säga överföring av information "från en utrustning till en annan" (till exempel från minnet till fysisk). De mer kraftful...

Nya partiklar skulle kunna öppna vägen för datorer fotoniska

Nya partiklar skulle kunna öppna vägen för datorer fotoniska

Alla moderna elektroniska enheter använder för att förmedla information av elektroner. Nu är i full gång, utveckling av kvantdatorer, som många anser att den framtida ersättning av traditionella enheter. Det är dock en annan, inte...

Ny typ av dator optimering av hjärnan kan förbättra databehandling metoder

Ny typ av dator optimering av hjärnan kan förbättra databehandling metoder

Forskare från IBM utvecklar en ny dator arkitektur som kommer att vara bättre anpassade för att hantera större volymer av data som kommer från algoritmer för artificiell intelligens. De hämtar sin inspiration från den mänskliga hj...

Företaget D-Wave har lanserat en öppen och fri plattform för quantum computing

Företaget D-Wave har lanserat en öppen och fri plattform för quantum computing

Med den breda spridningen av kvantdatorer behöver för att producera en verklig revolution inom datavetenskap, ger inte bara extra kraft men också förbättrad prestanda i it-säkerhet. Vi har redan kvantdatorer, men de är endast til...

9: e generation Intel-PROCESSOR med 8 kärnor kommer att presenteras den 1 oktober

9: e generation Intel-PROCESSOR med 8 kärnor kommer att presenteras den 1 oktober

det fanns rykten om att Intel introducerade den 9 generationen av processorer i oktober. Även om den 10-nanometer marker Kanon Sjön företaget sköts upp till 2019, uppdateringar detta år kommer att vara baserade på förbättring av b...

Historien om den första Macintosh-datorn, som är huvudkontor för Microsoft

Historien om den första Macintosh-datorn, som är huvudkontor för Microsoft

för Inte så länge sedan historien om de första visitkort av bill gates och Paul Allen, som är lagrad i utställningshallen på Microsofts huvudkontor i är tillgängliga för besök. I detta rum finns det något annat som är värd att not...

Historien om den första visitkort av bill gates och Paul Allen

Historien om den första visitkort av bill gates och Paul Allen

Alla med något igång. Microsoft började med två vänner som bestämt sig för att skriva programvara för mikrodatorer. De startade ett företag och gjort mig visitkort. Idag, dessa visitkort som lagras på Microsofts huvudkontor i Redm...

Användare av datorer började hota publiceringen av personlig video och webbläsare historia

Användare av datorer började hota publiceringen av personlig video och webbläsare historia

datoranvändare runt om i världen har börjat ta emot e-post från Bluff för att pressa pengar. Beroende på vem som har skickat brevet, dess innehåll kan komma att ändras. Men, kollegor från Business Insider kunde extrahera gemensamm...

7 bärbara datorer för de som vill köpa den bästa

7 bärbara datorer för de som vill köpa den bästa

Om du vill köpa de mest effektiva laptop idag, du behöver för att titta på modellen med en premium design och material, högupplöst skärm, processor och 16 gigabyte RAM-minne. I det här fallet, har du valet att inte alltför stora. ...

Hackare stal filer i den AMERIKANSKA armén, men kunde inte sälja dem även för $ 150

Hackare stal filer i den AMERIKANSKA armén, men kunde inte sälja dem även för $ 150

Hacker har gissat att använda sårbarhet av routrar för att få tillgång till filer som finns i den AMERIKANSKA armén. De erhållna uppgifterna han försökte sälja på forumet på darknet, men var oförmögen att hitta en intresserad köpa...

Hemlig

Hemlig "ficka" Surface från Microsoft är med en vikskärm

Microsoft arbetar på en mystisk ny enhet från Ytan har minst ett par år. Enheten, med kodnamnet "Andromeda" upprepade gånger blixtrade i patent, rapporter, referenser i operativsystemet, och bör inkludera design med dubbla bildskä...

Anställda

Anställda "Kaspersky Lab" som finns unkillable dator virus

Nästan varje dag på world wide web för att upptäcka nya virus. Och mycket sällan händer så att virus kan inte förstöras. Dessutom en sällsynt virus kan gömma åren, från anti-virus utvecklare. Men enligt en färsk rapport från exper...

Varför är AI fortfarande inte behärskar översättning språk?

Varför är AI fortfarande inte behärskar översättning språk?

I myten om babels torn folket bestämde sig för att bygga ett torn stad som skulle komma till himlen. Och sedan Skaparen insåg att ingenting skulle avskräcka människor och föreställer de är inte värt besväret. Då Gud skapade olika ...

Allvarliga kvantdatorer är redo att använda. Vad kan de göra?

Allvarliga kvantdatorer är redo att använda. Vad kan de göra?

I ett litet laboratorium i den lummiga landsbygden omkring en mil Norr om new York city från taket hänger en komplex härva av rör och elektronik. Denna dator, även om de kaotiska utseende. Och det är inte en vanlig dator. Kanske d...

Windows 10 i det nya läget längre tid att spara energi

Windows 10 i det nya läget längre tid att spara energi

det svårare uppgift — desto mer kommer det att ta energi. Men den moderna datorer enhet, är mycket kraftfulla, som också ofta arbeta från batteriet. Och det finns ett behov av att spara energi. Vi talar mest om bärbara dator...

Intel håller på att utveckla spin qubits som arbetar vid högre temperaturer

Intel håller på att utveckla spin qubits som arbetar vid högre temperaturer

Intel fortsätter att investera i ny teknik, och en av hennes senaste intressen — kvantdatorer. Förra hösten presenterade den första quantum-processor på grundval av 17 qubits, och på senaste CES, en av europas största tillve...

I Ryssland kommer att skapa en 50-Kubany kvantdator

I Ryssland kommer att skapa en 50-Kubany kvantdator

den Grund för fördjupade studier, Moscow state University, WEBB och ett antal andra ryska organisationer bildade ett konsortium vars syfte är att utveckla en kvantdator som består av inte mindre än 50 qubits, sade tryck tjänst "VE...

Acer började sälja

Acer började sälja "den lättaste bärbara dator" Swift 5 i Ryssland

I Ryssland började sälja den nya Acer ultrabook Swift-5. Enligt företaget, är den bärbara datorn är tillverkad av speciell legering, vilket förklarar den låga vikten enheten väger mindre än 1 kg. 14-tums laptop utrustad med de sen...