Првиот квантен компјутер е скоро готов
Автор: Богдан Бишок/Датум на објавување: 03-02-2017 16:02
Меѓународен тим на научници за прв пат откри проект за изградба на првиот квантен компјутер кој ќе направи револуција во компјутерската технологија и ќе ги реши сложените проблеми и мистерии на универзумот - вид на проблеми на кои им се потребни милиони најмоќни компјутери на денешницата. па дури и милијарди години за да ги решиме.
Одамна е познато дека ваквиот квантен компјутерски систем има неограничен потенцијал за револуција во компјутерската наука, наука и економија од размер споредлив со оној на пронаоѓањето на првите компјутери во 40-тите години на минатиот век, според материјалот што го најави градежниот проект на квантен компјутер што беше објавен во најновиот број на американското списание Science Advances, пишува Агерпрес.
Координаторот на овој проект, Винфрид Хенсингер, професор на Универзитетот во Сасекс, Велика Британија, истакна дека овој пат тоа е склопување на ваков функционален компјутер, а не друга академска студија за потенцијалот на таквата машина.
За да се изгради таков компјутер, истражувачите ќе користат микробранови за да контролираат индивидуални атоми. „Ние користиме нови концепти кои можат многу да ја поедностават конструкцијата на квантен компјутер“, рече Винфрид Хенсингер, кој е и директор на јонската квантна технолошка група на Универзитетот во Сасекс.
Тимот истражувачи за две години ќе изгради мал прототип на квантен компјутер кој ќе ги интегрира сите постојни технологии потребни за потврда на концептот. Во ера кога компјутерите базирани на силикон станаа доволно мали за да можат да се сместат во кој било џеб и буквално секој мобилен телефон е компјутер неколку пати помоќен од најмоќните компјутери на почетокот на 21 век, тимот на Винфрид Хенсингер предлага да се вратат на компјутерите „макси“ формат од раните денови на компјутерите, со квантен компјутер кој веројатно ќе заземе цела голема зграда.
Огромната квантна машинерија ќе биде опремена со софистициран вакуумски систем и модули со силиконски квантни чипови што ќе содржат честички возбудени во електричните полиња. Таквиот компјутер ќе се заснова на квантните својства на материјата, според кои елементарната честичка може да има различни состојби истовремено, минувајќи од една во друга со скокање, а не континуирано.
Овие карактеристики нудат експоненцијален компјутерски потенцијал поголем од оној на сегашните компјутери кои користат бинарен систем 0 или 1. Квантен компјутер е компјутер чие работење се базира на квантните феномени на суперпозиција и „заплетканост“ (квантна неразделивост) и користи „кубити“. „наместо класичните делови на информации. Додека битовите можат да бидат 1 или 0, кубит може да биде 1, 0 или каква било квантна суперпозиција од нив, што автоматски овозможува да се изврши поголем експоненцијален број на пресметки во пократок експоненцијален временски интервал.
Квибитите можат да го сторат тоа затоа што квантната механика дозволува суперпозиција на различни состојби - квантната честичка навистина не е во ниту една од нејзините можни состојби се додека не се набудува, односно додека не комуницира со светот на квантитабилен начин, според објавените објаснувања во напис на оваа тема на Наука во живо. Суперпозицијата не значи дека честичката е едноставно во невидена состојба, туку дека може да постои во две состојби истовремено (не 0 или 1, но исто така и 0 и 1).
Суперпозицијата, што ги прави машините за квантно сметање толку моќни, ги прави извонредно тешки за градење. Надредените јони мора да бидат совршено изолирани од околината за да не се изгуби овој квантен квалитет. Дури и малку ослободена топлина во близина може да доведе до „колапс“ на јони во надредената квантна состојба во една од потенцијалните состојби, а потоа компјутерските супер капацитети на квантен компјутер се практично преполовени.
Различните интегрирани делови или интерфејси на идниот квантен компјутер ќе бидат меѓусебно поврзани со електрични полиња, а не со кабли и приклучоци како во денешните компјутери. Овој нов пристап овозможува 100.000 пати побрза циркулација на електрично наелектризирани честички помеѓу различните интерфејси на машината.
Во новата архитектура, секоја врска е составена од четири електроди кои се среќаваат за да формираат „пресек“. Под електродите поминуваат спроводници кои носат струја за да генерираат магнетно поле. Ова магнетно поле го контролира движењето на јони што содржат податоци кои се движат од областа каде што ги добиваат тие податоци, од една електрода, сè додека не сретнат друг јон во областа на „заплеткување“ на спротивната електрода, според Хенсингер.
Микробрановите се насочени кон двата јони во моментот на нивната средба, со што стануваат „заплеткани“ или квантни неразделни. Ова значи дека што и да се случи со еден од јони, веднаш ќе се рефлектира во другиот јон. Во оваа фаза јони добиваат вредност од 1 или 0, но точната вредност што ја добиваат останува непозната. Со повторно менување на магнетното поле, јонот што добил таква вредност и со тоа станал „носач на податоци“ се враќа на „пресекот“ помеѓу електродите од каде што започнува до третата електрода, во т.н. откривање каде ласерски бран удира на јон и ја идентификува неговата состојба - без разлика дали е 1 или 0.
Таквиот компјутер може да изврши факторска пресметка на 614-цифрен број за 110 дена, според научниците вклучени во проектот - тоа е, тој може да го помножи тој број со сите природни броеви помали од него, минус 0 (на пример, 4 факторијални е 4x3x2x1 = 24, додека 15 факторијал е 15x14x13… x1 = 1.307.674.368.000 - за да откриеме колку брзо се зголемува вредноста на овие резултати). Таквите огромни броеви се користат во процесите на криптирање. За да ви дадам идеја што значи ова, „ДигиЦерт“, американска компанија која нуди дигитални сертификати за редовна безбедна комуникација, објаснува дека ако 1.000 десктоп системи со тековни перформанси започнале да факторизираат со 614-цифрен број во времето на раѓање на Универзумот, пред околу 13,7 милијарди години, немаше да ја заврши оваа пресметка досега.
Овој проект е дел од програмата на британската влада за развој на квантни технологии со цел да им се овозможи нивна индустриска експлоатација. Овој проект вклучува тимови на истражувачи од Универзитетот во Сасекс кои соработуваат со експерти од Гугл, данскиот универзитет во Архус, јапонскиот институт за истражување РИКЕН и германскиот универзитет Сиген. Почетокот на овој проект беше објавен во јавноста со надеж дека ќе се приклучат и други брилијантни умови од областа на компјутерските науки и електрониката за да придонесат за раѓањето на првиот квантен компјутер.
„Овој проект е важен чекор кон изградба на прв квантен компјутер, но патот до таков компјутерски систем е уште долг да се изоди“, рече Тоби Кубит, член на Кралското друштво за истражување на теоријата на квантни информации. на Универзитетскиот колеџ во Лондон, кој не учествува во овој проект.