Výpočtová sila dosahuje krízový bod. Ak budeme pokračovať v trende od zavedenia počítačov, do roku 2040 nebudeme schopní napájať všetky svetové stroje, pokiaľ nedokážeme prelomiť kvantové výpočty.
ako dostať sedlo v minecraft
Kvantové počítače sľubujú vyššiu rýchlosť a robustnejšie zabezpečenie ako ich klasický náprotivok a vedci sa snažia vytvoriť kvantový počítač už celé desaťročia.
Čo je to kvantum a ako nám pomáha?
Kvantové výpočty sa líšia od klasických výpočtov jedným zásadným spôsobom - spôsobom ukladania informácií. Kvantová práca na počítači využíva zvláštnu vlastnosť kvantovej mechaniky, ktorá sa nazýva superpozícia. Znamená to, že jedna „jednotka“ môže obsahovať oveľa viac informácií ako ekvivalent nájdený v klasickom výpočte.
Informácie sa ukladajú do „ bity „V stave“ 1 „Alebo“ 0 , “Ako vypínač svetla, ktorý sa zapína alebo vypína. Naproti tomu kvantové výpočty môžu obsahovať jednotku informácií, ktorú je možné „ 1 „“ 0 , ‘Alebo a superpozícia dvoch štátov .
Predstavte si superpozíciu ako guľu. „ 1 „Je napísaný na severnom póle a“ 0 ‘Je napísané na juhu - dva klasické bity. Kvantový bit (alebo qubit) sa však dá nájsť kdekoľvek medzi pólmi.
Kvantové bity, ktoré je možné zapínať a vypínať súčasne, poskytujú revolučnú, vysoko výkonnú paradigmu, kde sa informácie ukladajú a spracovávajú efektívnejšie, uviedol Dr. Kuei-Lin Chiu spoločnosti Alphr v roku 2017. Dr. Chiu bol výskumníkom kvantovo mechanického správania materiálov na Massachusetts Institute of Technology.
Schopnosť ukladať oveľa väčšie množstvo informácií do jednej jednotky znamená, že kvantové výpočty môžu byť rýchlejšie a energeticky efektívnejšie ako počítače, ktoré dnes používame. Prečo je teda také ťažké dosiahnuť?
Tvorba qubits
Qubits, chrbtová kosť kvantového počítača, je zložité vyrobiť a po ich zavedení sa ešte ťažšie ovláda. Vedci ich musia prinútiť k interakcii špecifickými spôsobmi, ktoré by fungovali v kvantovom počítači.
Vedci sa na ich výrobu pokúsili použiť supravodivé materiály, ióny držané v iónových lapačoch, jednotlivé neutrálne atómy a molekuly rôznej zložitosti. Dokázať ich však uchovať si kvantové informácie dlho sa ukazuje ako ťažké.
Pozrite si súvisiace Ako zostaviť vlastný počítač
V nedávnom výskume vedci z MIT vymysleli nový prístup, pri ktorom použili ako zhluk zhluk jednoduchých molekúl zložených iba z dvoch atómov.
Používame ultracold molekuly, ako povedal „qubits“ profesor Martin Zwierlein, hlavný autor príspevku, spoločnosti Alphr v roku 2017. Molekuly sú už dlho navrhované ako nosiče kvantových informácií s veľmi výhodnými vlastnosťami oproti iným systémom, ako sú atómy, ióny, supravodivé qubity. Prvýkrát tu ukážeme, že môžete takúto kvantovú informáciu uchovávať po dlhšiu dobu v plyne ultrachladných molekúl. Prípadný kvantový počítač bude samozrejme musieť robiť aj výpočty, napríklad nechať qubity vzájomne pôsobiť, aby realizovali takzvané brány. Zwierlein pokračoval: Najskôr však musíte preukázať, že sa dokážete držať aj kvantových informácií, a to sme urobili.
Qubits vytvorené na MIT držali kvantové informácie dlhšie ako predchádzajúce pokusy, ale stále iba jednu sekundu. Tento časový rámec môže znieť krátko, ale je v skutočnosti tisíckrát dlhší ako porovnateľný experiment, ktorý sa urobil, vysvetlil Zwierlein.
Nedávno dosiahli vedci z University of New South Wales významný prielom v tlaku na kvantové výpočty. Vynašli nový typ qubit nazývaný flip-flop qubit, ktorý využíva elektrón a jadro atómu fosforu. Sú ovládané elektrickým signálom namiesto magnetického, čo uľahčuje ich distribúciu. ‘Flip-flop‘ qubit funguje tak, že pomocou elektrického poľa odťahuje elektrón od jadra a vytvára elektrický dipól.
Mimo qubits
Vedci však musia prísť iba na qubits. Potrebujú tiež určiť materiál na úspešné vytvorenie kvantových výpočtových čipov.
Chiu’s papier , publikované začiatkom roka 2017, našli ultratenké vrstvy materiálov, ktoré by mohli tvoriť základ pre kvantový výpočtový čip. Chiu povedal Alphrovi: Zaujímavosťou tohto výskumu je, ako vyberáme správny materiál, zisťujeme jeho jedinečné vlastnosti a využívame jeho výhody na vytvorenie vhodného qubitu.
Moorov zákon predpovedá, že hustota tranzistorov na kremíkových čipoch sa zdvojnásobuje približne každých 18 mesiacov, uviedol Chiu pre Alphr. Avšak tieto postupne zmenšené tranzistory sa nakoniec dostanú do malého rozsahu, kde hrá dôležitú úlohu kvantová mechanika.
Moore’s Law, o ktorom sa Chiu zmienil, je výpočtový pojem, ktorý vyvinul spoluzakladateľ spoločnosti Intel Gordon Moore v roku 1970. Uvádza sa v ňom, že celkový výkon procesora pre počítače sa zdvojnásobuje zhruba každé dva roky. Ako uvádza Chiu, hustota čipov klesá - čo je problém, na ktorý môžu potenciálne odpovedať kvantové výpočtové čipy.
Je kvantový počítač konečným vaporware?
Čo je vaporware?
V prípade, že ste o termíne nikdy nepočuli vaporware , je to v podstate softvérový produkt, ktorý je inzerovaný, ale zatiaľ nie je k dispozícii alebo pravdepodobne nikdy nebude k dispozícii. Príkladom je softvérový produkt, ktorý bol silne uvedený na trh, ale nikdy neuvidel denné svetlo.
Napriek tomu, ako ľudia po celé desaťročia vytvárajú optimistické predpovede o vplyve kvantových počítačov a rôznych pokrokoch v obchodných a výskumných prostrediach, ako blízko sme k dosiahnutiu sna o kvantovom výpočte? Je táto situácia predpoveď budúceho vaporware alebo sa stane užitočným?
Ponoríme sa do realita kvantového výpočtu v inom článku. Stručne povedané, kvantový počítač v budúcom alebo dvoch rokoch pravdepodobne vykoná veľmi nereálne výpočty rýchlejšie ako bežné počítače. Nebude to však priamy proces a nebude to lacné ani prospešné pre každodenných spotrebiteľov.
