Bilgi işlem gücü bir kriz noktasına ulaşıyor. Bilgisayarların piyasaya sürülmesinden bu yana trendi takip etmeye devam edersek, 2040 yılına kadar, kuantum hesaplamayı kıramazsak, dünyadaki tüm makinelere güç sağlama yeteneğine sahip olmayacağız.
bir site için krom net çerezler
Kuantum bilgisayarlar, klasik muadillerinden daha yüksek hızlar ve daha sağlam güvenlik vaat ediyor ve bilim adamları onlarca yıldır bir kuantum bilgisayar yaratmaya çalışıyorlar.
Kuantum nedir ve bize nasıl yardımcı olur?
Kuantum hesaplama, klasik hesaplamadan temel bir şekilde farklıdır: bilginin depolanma şekli. Kuantum hesaplama, kuantum mekaniğinin süperpozisyon adı verilen garip bir özelliğinden en iyi şekilde yararlanır. Bu, bir 'birimin' klasik hesaplamada bulunan eşdeğerden çok daha fazla bilgi tutabileceği anlamına gelir.
Bilgi depolanır ' bit 'devlette' 1 'veya' 0 ,' açılıp kapanan bir ışık anahtarı gibi. Buna karşılık, kuantum hesaplama, 'olabilecek bir bilgi birimi içerebilir. 1 , '' 0 ,' veya bir iki devletin süperpozisyonu .
Bir süperpozisyonu bir küre olarak düşünün. ' 1 ' kuzey kutbunda yazılır ve ' 0 ' güneyde yazılır - iki klasik bit. Bununla birlikte, kutuplar arasında herhangi bir yerde bir kuantum biti (veya kübit) bulunabilir.
Aynı anda açılıp kapanabilen kuantum bitleri, bilginin daha verimli bir şekilde depolandığı ve işlendiği devrim niteliğinde, yüksek performanslı bir paradigma sağlıyor, dedi Dr. Kuei Lin Chiu 2017'de Alphr'e. Dr. Chiu, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde malzemelerin kuantum mekaniksel davranışı için bir araştırmacıydı.
Tek bir birimde çok daha fazla miktarda bilgi depolama yeteneği, kuantum hesaplamanın bugün kullandığımız bilgisayarlardan daha hızlı ve enerji açısından daha verimli olabileceği anlamına gelir. Peki ulaşmak neden bu kadar zor?
Kübit yapmak
Kuantum bilgisayarın omurgası olan kübitleri yapmak zordur ve bir kez kurulduktan sonra kontrol edilmesi daha da zordur. Bilim adamları, bir kuantum bilgisayarda çalışacak belirli şekillerde etkileşime girmelerini sağlamalıdır.
Araştırmacılar, süper iletken malzemeler, iyon tuzaklarında tutulan iyonlar, bireysel nötr atomlar ve bunları oluşturmak için değişen karmaşıklıktaki molekülleri kullanmayı denediler. Ancak, onları kuantum bilgisine uzun süre tutmak zor görünüyor.
İlgili bölüme bakın Kendi bilgisayarınızı nasıl kurarsınız
Son araştırmalarda, MIT'deki bilim adamları, sadece iki atomdan oluşan bir dizi basit molekülü kübit olarak kullanarak yeni bir yaklaşım geliştirdiler.
Makalenin baş yazarı Profesör Martin Zwierlein, 2017'de Alphr'e verdiği demeçte, 'kübitler' olarak ultra soğuk moleküller kullanıyoruz. Moleküller, atomlar, iyonlar, süper iletken kübitler gibi diğer sistemlere göre çok avantajlı özelliklere sahip, uzun süredir kuantum bilgisinin bir taşıyıcısı olarak önerilmiştir. , vb. Burada ilk kez, bu tür kuantum bilgilerini ultra soğuk moleküllerden oluşan bir gazda uzun süreler boyunca saklayabileceğinizi gösteriyoruz. Tabii ki, nihai bir kuantum bilgisayarı da hesaplamalar yapmak zorunda kalacak, örneğin, sözde kapıları gerçekleştirmek için kübitlerin birbirleriyle etkileşime girmesini sağlayacak. Zwierlein devam etti, Ama önce kuantum bilgisine tutunabileceğinizi göstermeniz gerekiyor ve biz de bunu yaptık.
MIT'de oluşturulan kübitler, kuantum bilgisini önceki denemelerden daha uzun süre tuttu, ancak yine de sadece bir saniyeliğine. Zwierlein, bu zaman diliminin kulağa kısa gelebilir, ancak aslında yapılmış karşılaştırılabilir bir deneyden bin kat daha uzun olduğunu açıkladı.
Daha yakın zamanlarda, New South Wales Üniversitesi'nden araştırmacılar, kuantum hesaplamaya doğru ilerlemede önemli bir atılım yaptı. Bir fosfor atomunun elektronunu ve çekirdeğini kullanan flip-flop kübit adı verilen yeni bir tür kübit icat ettiler. Manyetik sinyal yerine elektrik sinyali ile kontrol edilirler, bu da dağıtılmalarını kolaylaştırır. 'Flip-flop' kübiti, bir elektrik alanı kullanarak elektronu çekirdekten uzaklaştırarak ve bir elektrik dipol oluşturarak çalışır.
Kübitlerin ötesinde
Bununla birlikte, bilim adamlarının çözmesi gereken sadece kübitler değildir. Ayrıca kuantum hesaplama çiplerini başarılı bir şekilde yapmak için malzemeyi belirlemeleri gerekiyor.
Chiu'nun kağıt , 2017'de daha önce yayınlanan bir kuantum hesaplama çipinin temelini oluşturabilecek ultra ince malzeme katmanları buldu. Chiu, Alphr'a, 'Bu araştırmayla ilgili ilginç olan şey, doğru malzemeyi nasıl seçtiğimiz, benzersiz özelliklerini nasıl öğrendiğimiz ve uygun bir kübit oluşturmak için avantajını nasıl kullandığımızdır.
Chiu, Alphr'e verdiği demeçte, Moore Yasası silikon çiplerdeki transistörlerin yoğunluğunun yaklaşık her 18 ayda bir ikiye katlandığını tahmin ediyor. Bununla birlikte, giderek küçülen bu transistörler, sonunda kuantum mekaniğinin önemli bir rol oynadığı küçük bir ölçeğe ulaşacaktır.
Chiu'nun bahsettiği Moore Yasası, 1970 yılında Intel'in kurucu ortağı Gordon Moore tarafından geliştirilen bir bilgi işlem terimidir. Bilgisayarların toplam işlem gücünün yaklaşık her iki yılda bir ikiye katlandığını belirtir. Chiu'nun belirttiği gibi, çiplerin yoğunluğu azalır - kuantum hesaplama çiplerinin potansiyel olarak cevaplayabileceği bir problem.
Kuantum hesaplama nihai buhar yazılımı mı?
Buharlı yazılım nedir?
Terimi hiç duymadıysanız buharlı eşya , esasen reklamı yapılan ancak henüz mevcut olmayan veya muhtemelen hiçbir zaman mevcut olmayacak olan yazılımla ilgili bir üründür. Bir örnek, yoğun bir şekilde pazarlanan ancak asla gün ışığına çıkmamış bir yazılım ürünüdür.
Kuantum bilgisayarların etkisi ve iş ve araştırma ortamlarındaki çeşitli gelişmeler hakkında onlarca yıldır iyimser tahminlerde bulunan insanlara rağmen, kuantum hesaplama hayalini gerçekleştirmeye ne kadar yakınız? Bu durum gelecekteki vaporware'in bir tahmini mi yoksa işe yarar bir şey mi olacak?
içine dalıyoruz kuantum hesaplamanın gerçekliği başka bir makalede. Özetle, bir kuantum bilgisayar, önümüzdeki bir veya iki yıl içinde muhtemelen çok gerçekçi olmayan bir hesaplamayı geleneksel bir bilgisayardan daha hızlı gerçekleştirecektir. Ancak, basit bir süreç olmayacak ve sıradan tüketiciler için ucuz veya faydalı olmayacak.
