#1 16.11.09 17:15
[Прогресс] Создан первый программируемый квантовый компьютер
16.11.2009, 12:04:52 | Lenta.ru
http://lenta.ru/news/2009/11/16/quantum/
Схематическое изображение взаимодействия атома (синим) и электрона (желтым). Иллюстрация Berkeley National Laboratory
Создан первый программируемый квантовый компьютер
Физикам из Национального института стандартов и технологий в США впервые удалось собрать простейший программируемый квантовый компьютер. Статья ученых появилась в журнале Nature Physics, а ее краткое изложение приводит New Scientist.
Машина ученых работает с двумя кубитами - квантовыми аналогами бита, которые могут одновременно находиться в двух состояниях. В новой установке эти объекты реализованы как ионы бериллия в миниатюрной (около 200 нанометров) магнитной ловушке. Помимо бериллия в ловушках находятся ионы магния, предотвращающие ненужные вибрации и обеспечивающие стабильность. Ученые заставляли кубиты работать, используя лазерные импульсы в ультрафиолетовом диапазоне.
Чтобы продемонстрировать универсальность своего компьютера, физики отобрали наугад 160 простейших вычислительных программ с участием двух кубитов. Для реализации всех программ потребовался 31 вид лазерных импульсов, каждый из которых обеспечивал работу одного или двух кубитов. Каждая из программ запускалась по 900 раз.
После проведения испытаний, исследователи сравнили полученные результаты, с предсказанными теорией. В результате у них получилось достаточно хорошее согласование. При этом, однако, они отмечают, что пока их компьютер совершает достаточно большое количество ошибок. Так, доля верных ответов составляет около 80 процентов (для нормальной работы необходимо 99,99 процента). По словам ученых, это связано со случайными флуктуациями лазерного источника.
Создатели нового компьютера подчеркивают, что их машина должна стать важной частью будущего полноценного квантового компьютера. Их разработка позволяет, например, достаточно легко выполнять многие рутинные операции.
Квантовые компьютеры - пока существующие только в теории вычислительные машины, работа которых основана на принципах квантовой механики. Считается, что во многих областях применение подобных машин позволит добиться значительных успехов по сравнению с существующими классическими компьютерами. Недавно ученым впервые удалось реализовать квантовый процессор с использованием стандартных технологий производства полупроводниковых чипов.
Сайты по теме
- Статья про квантовые компьютеры в Википедии
Offline
#3 16.11.09 19:48
Re: [Прогресс] Создан первый программируемый квантовый компьютер
Ахиллес, Цифровые электронные компьютеры, широко используемые в настоящее время, созданы с помощью полупроводниковых технологий. Такие компьютеры обычно представляют собой совокупность элементов только с двумя возможными логическими состояниями «0» и «1» — так называемых битов (binary digits = bits), вентильных элементов, и соединений между ними. Такие компьютеры, в которых логические операции производятся с этими классическими, с точки зрения физики, состояниями в настоящее время принято называть классическими.
Однако уже достаточно давно было обнаружено, что эти классические компьютеры не могут справиться с некоторыми очень важными задачами. Примерами таких задач являются поиск в неструктурированной базе данных, моделирование эволюции квантовых систем (например ядерные реакции) и, наконец, факторизация больших чисел.
Интерес к последней задаче связан с тем, что практически все современные шифры для секретной переписки основаны на этой математической процедуре.
Для взлома уже существующего кода необходима работа классического компьютера в течении нескольких лет. Предполагаемое экспоненциальное увеличение счёта в случае возникновения квантового компьютера сильно встревожила «секретное» мировое сообщество и оно стала вкладывать немалые средства в исследования и разработки в области квантового компьютера и квантовых вычислений.
Идея квантовых вычислений впервые была высказана Ю. И. Маниным в 1980 году[1], но активно эта проблема стала обсуждаться после появления в 1982 году статьи американского физика-теоретика Р. Фейнмана [2]. В этих работах было предложено использовать для вычислений операции с состояниями квантовой системы. Авторы обратили внимание на то , что каждое состояние квантовой системы в отличие от классической может находится в состоянии суперпозиции. В терминах классического компьютера квантовый бит (quantum bit = кубит) в соответствии с законами квантовой механики может находиться одновременно в состоянии «0» и «1».
Наиболее популярным в соответствующей литературе попытка объяснения этой «странности» квантового мира производится на примере спина электрона, наиболее ярко проявляющееся в экспериментах ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Это свойство электрона часто изображают в виде вращения волчка с осью вращения, направленной вверх или вниз. Спин вверх можно принять за единицу, спин вниз за ноль. Но оказывается можно показать математически, что электрон может также находиться в «призрачном» двойном состоянии, состоянии СУПЕРПОЗИЦИИ, В КОТОРОМ СПИН КАК БЫ СМОТРИТ ОДНОВРЕМЕННО ВВЕРХ И ВНИЗ. Это в свою очередь означает что это состояние есть одновременно ноль и единица. Если теперь выполнять вычисление с помощью этого электрона, то они будут выполняться с одновременным использованием нуля и единицы, то есть два вычислительных действия так сказать «за цену одного»!
Исправлено 001ghostkiller (16.11.09 19:51)
Offline
#5 16.11.09 23:15
Re: [Прогресс] Создан первый программируемый квантовый компьютер
Ахиллес написал(а):
001ghostkiller, спасибо. Насколько я понял из текста ответ заключается в том, что расчеты будут производиться эффективнее: быстрее итд итп.
да верно быстрее, но интерпретация результата на нашу логику, будет занимать не меньше времени, чем сами вычисления
Offline


