cs.llcitycouncil.org
Fyzika

Poprvé v historii čelí dva kvantové počítače tváří v tvář!

Poprvé v historii čelí dva kvantové počítače tváří v tvář!



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Superpočítače se chystají skočit na zcela novou úroveň. Kvantové výpočty se rychle vyvíjejí a nyní čelí dva kvantové počítače poprvé v historii.

[Zdroj obrázku:Ars Electronica přes Flickr]

Začátkem tohoto roku vědci na Cornellově univerzitě postavili proti sobě dva kvantové počítače v epické virtuální bitvě. Úkolem bylo provést a vyřešit algoritmus pro srovnání a určení, který kvantový počítač je nejúčinnější. Oba počítače jsou nejmodernější 5kbitové kvantové počítače, které fungují na dvou zcela odlišných platformách.

Navzdory jejich rozdílům vědci objevili způsob programování počítačů takovým způsobem, který je slepý k operačnímu hardwaru. Výsledky určily, že jeden počítač je spolehlivější a druhý může provádět operace rychleji.

"Po dlouhou dobu byla zařízení tak nezralá, že jste opravdu nemohli dát dva pětbitové gadgety vedle sebe a provést tento druh srovnání," říká Simon Benjamin, fyzik z Oxfordské univerzity ve Velké Británii , který není do studie zapojen. "Je to známka toho, že tato technologie dospívá."

Kvantová počítačová sestava

Dva konkurenční počítače jsou vyrobeny ze dvou zcela odlišných nastavení, takže je obzvláště zajímavé pro vědce otestovat, které z nich jsou lepší. Jeden počítač, který patří University of Maryland. Jeho nastavení se spoléhá na systém zachycených iontů. V něm je pět ytterbiových iontů drženo na místě silnou elektromagnetickou pastí. Iony jsou aktivovány lasery k provádění naprogramovaných algoritmů.

Na druhou stranu je to počítač IBM se zcela odlišnou konfigurací. Naproti tomu počítač IBM spoléhá na několik supravodivých smyček, které provádějí algoritmy pomocí mikrovlnných signálů. Jejich počítač je také první v historii být veřejně přístupný přes cloud computing. Jeho schopnost programovat online uživatele byla důvodem, proč mohl být experiment proveden.

Jak fungují kvantové počítače

Na rozdíl od klasických počítačů se kvantové počítače spoléhají na qubits místo na běžněji používaný bit. Tradiční počítače používají tranzistory, které pracují v binárním systému - systém, který se spoléhá na jedničky a nuly. Kvantové bity (nebo qubity), mohou představovat jednu, nulu nebo obě jedna a nula současně - vlastnost lépe známá jako superpozice. Věci, které existují v superpozicích, mají stejnou pravděpodobnost, že budou v určitou dobu na více pozicích.

Superpozice kvantového počítače neumožňuje vysvětlit qubits jednotlivou částí (zapnout nebo vypnout), ale spíše systém jako celek - co dělá, kde to dělá a co musí dělat . Toto je známé jako zapletení, kde se jedna informace přímo spoléhá na přesně to, co právě dělá další bit - na rozdíl od klasických počítačů, kde se výpočty provádějí v singulárním vlaku. S tímto novým fenoménem lze provádět složitější výpočty, abychom si znovu představili, co mohou počítače dělat.

Výsledky

V testech mohly počítače provádět operace s různým úspěchem. Algoritmy, které byly provedeny, byly zcela slepé vůči podkladovému hardwaru. V tomto experimentu si iontový počítač udržoval 77,1 procentní úspěšnost. Počítač IBM však mohl pracovat pouze se stejnými algoritmy s přesností 35,1 procenta. Test potvrdil, že iontový počítač je s daným algoritmem efektivnější a trvalejší. Počítač IBM však může fungovat rychleji.

Výsledky byly nedávno zveřejněny minulý týden na serveru arXiv.

Budoucnost kvantového výpočtu

Superpozice jsou neuvěřitelně jemné. Pouhé pozorování je může zničit celé jejich vlastnosti. Největší výzvou v současné době je vývoj systému, který dokáže spolehlivě provádět algoritmy s přesností.

"Pokud máte dostatečnou soudržnost, nezáleží na tom, jak dlouho může trvat celý provoz vašeho algoritmu."

VIZ TÉŽ: Představení vůbec prvního plánu pro modulární kvantové počítače

Napsal Maverick Baker


Podívejte se na video: K čemu nám budou kvantové počítače? - Vědátoři na pivu #112