Квантовите компютри по-близо до реалността

Агенция Монитор - понеделник, 31-07-2017 - 14:29

При настоящите компютри информацията се прехвърля под формата на битове, основна единица за измерване, която може да има стойност нула или едно. В бъдеще при квантовите компютри, информацията ще бъде прехвърлена чрез кюбитове (qubits), частици с размера на фотони или електрони, държани в нещо като капан. Тъй като кюбитовете може да имат стойност и нула и едно, използването им би могло драстично да увеличи скоростта на изчислителните процеси. Но кюбитовете са деликатни и е предизвикателство да останат неподвижни или дори да съществуват много дълго време. Сега учените в Масачузетския Технологичен институт (MIT) са измислили начин да накарат молекула да остане стабилни за „сто пъти по-дълго време, отколкото преди това са постигнали изследователите на тези материа”, правейки използването на кюбитове по-близо до реалността.

Екипът от MIT първо създал проста двуатомна молекула от натрий и калий. Според Мартин Цвайерлеин, професор по физика в МИТ и главен изследовател в научната лаборатория по електроника, молекулите имат ясно предимство пред по-малки частици, като атоми или електрони. „Молекулите са по манипулируеми от атомите”, каза той. „Те могат да вибрират, да се въртят и всъщност те могат силно да си взаимодействат помежду си, което атомите трудно правят. Обикновено атомите трябва да се срещат един с друг, да са почти едни върху други преди да видят, че има друг атом, с който да взаимодействат, докато молекулите могат да се виждат едни с други на сравнително дълги разстояния. За да накараме тези кюбитове да разговарят помежду си и да правят изчисления, използването на молекули е много по-добра идея, отколкото използването на атоми.”

След създаването на молекулите, екипът събрал хиляди от тях в микроскопичен облак от газ, който след това бил поставен в пресечната точка на два лазерни лъча. Следващата стъпка, обаче, била ключът към успеха на екипа. Молекулите били охладени до около 300 нанокелвина, само около десет милионни от абсолютната нула.
Това дало възможност на екипа да контролира три важни характеристики на молекулите, вибрацията, въртенето и посоката, в която се въртят ядрата на всеки от атомите. Нещо повече, екипът е доказал, че молекулите при супер ниска температура могат да издържат по-дълго от всички предишни опити за поддържане на кюбитове. В този случай това се равнява само на една секунда, но в света на квантовите изчислителни процеси, това представлява голям напредък в стабилността, толкова много, че квантов компютър, която би могъл да поддържа молекулите стабилни за толкова дълго време, може да направи удивителен брой изчисления.

 

„Ние имаме големи надежди, че можем да направим така наречения gate (врата) - това е операция между два от тези кюбита - като събиране, изваждане или подобен вид - за част от милисекунда”, каза Цвайерлеин. „Ако погледнете съотношението, бихте могли да се надявате да направите от 10 000 до 100 000 такива операции, през времето, когато имаме кохерентност. Това е заявено, като едно от изискванията за квантов компютър, да има такъв тип съотношение на гейт операции към време на кохерентност. "
Умножавайки една натриево-калиева молекула по хиляда, Цвайерлеин казва, че една система ще може да изпълнява изчисления, толкова сложни, че никой съществуващ компютър не би могъл.

Разбира се, подобна работеща система е вероятно да бъде реалност след десетилетие или повече. Но при тези темпове, заедно с напредъка помогнал за избягване на прегряването на квантовите компютри, създаването на квантов мост за свързването на няколко компютъра заедно, използването на машинно обучение за прогнозиране и предотвратяване на нестабилност в квантовите системи и създаване на квантови логически портали от силициеви транзистори. Света на квантовите компютри определено се развива по-бързо, отколкото можем да си представим.

Тагове:  KMIT

Във връзка с решение на Европейския съд в Люксембург, ви уведомяваме, че авторът на коментара под тази статия носи съдебна отговорност за послания, които са нецензурни, насаждат омраза, призовават към насилие или са клеветнически. При съгласието Ви, ние ще създадем бисквитка на компютърът ви,
която ще бъде запазена следващите 7 дни.