Informatika és tudomány

Hunter

Atomcsapda kvantum­számító­gépekhez

Újabb lépést jelent a kvantumszámítógépek felé az az eszköz, ami egy 3D-s tömbben több száz atom eltárolására képes, miközben egyenkénti hozzáférést biztosít az atomokhoz.

Sokan kutatják a kvantumszámítógépeket, melyek kvantumrészecskék, mint fotonok, elektronok és atomok segítségével dolgozzák fel az adatokat. Minden részecske egy bitnyi kvantuminformációt, úgynevezett kubitet hordoz, melyek a kvantum mechanika különös törvényeinek köszönhetően összehasonlíthatatlanul nagyobb sebességgel végezhetnék el a műveleteket, mint a hagyományos számítógépek.


Egy német kvantumszámítógép
Azonban míg a hagyományos számítás­tech­ni­ká­ban a lekicsinyítés okoz problémákat, itt pont a felnagyítás jelenti a legnagyobb kihívást, aminek a kulcsa a részecskék nagy tömegben történő foglyul ejtése és egyenkénti megcímzése. A Pennsylvania Állami Egyetem csoportja ezen a területen ért el jelentős előrelépést. A David Weiss, Karl Nelson és Xiao Li által alkotott csapat az atomok egy optikai rácson történő csapdába ejtését valósította meg.

A rács sötét és világos sávokból áll, ami két lézersugár találkozásakor keletkezik. Az atomok a sávok szegélyei között ragadnak meg, mint a ping-pong labdák a tojástartóban. A módszer nem új, viszont lényeges különbség a múltban alkalmazott optikai rácsokhoz képest az a hatalmas tömb, melyben az atomok egyenként is vizsgálhatók. Eddig a hasonló rácsok egy- vagy kétdimenziósak voltak és csupán kisszámú atom befogadására voltak alkalmasak. Az új rácshoz a kutatók három lézert használtak, így érve el egy 3D-s változatot, melyben 250 cézium atomot sikerült csapdába ejteniük. A kutatók ezután rétegenként lefotózták a tömbben elhelyezkedő atomokat, ezzel bizonyítva, hogy minden egyes atomra rálátásuk van.

"Ha nem látjuk őket akkor sokkal nehezebb az egyenkénti manipulálásuk" - nyilatkozott Weiss a New Scientist magazinnak. Az egyenkénti hozzáférés azért lényeges, mert a kvantumszámítógépek az atomok egyenkénti címzésének képességén alapulnak. Ezt a címzést Weiss és társai egy rendkívüli finomságú lézersugárral kívánják elérni, mellyel megváltoztatják az adott atom energiaállapotát, és kapcsolatot teremtenek a szomszédos atomokkal. Ennek hatására az atomok a kvantumszámítások elvégzéséhez elengedhetetlen, keveredésként ismert kvantumfizikai állapotba lépnek.

A nagy tömb jelentős mértében hozzájárul az olyannyira kritikus felnagyításhoz, birtokában már komolyan fontolóra vehető a semleges atomok kubitekkénti alkalmazása, melyből rengeteg kell a kvantumszámításokhoz.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • AranyKéz #127
    Bazz, ez arany XD
  • sz4bolcs #126
    wanek: teljesen igazad van, nincsen kvantum számítógép, és még nagyon sokáig nem is lesz. Csak akkor fog létezni, mikor boltok kirakatában lehet látni, és meg is lehet venni, addig ez csak üres fantáziálás, amiből nem szorulunk segítségre. A papír + web pedig mindent elbír, ezért kell hiteles forrásból tájékozódni, mondjuk szájhagyomány/iskola, vagy valami negyedik fajta módszer útján. Ezzel is vigyázni kell, mert a tekintélyelvű, hataloméhes, állásféltő fizikusok hajlamosak minden zagyvaságot összehordani csak azért, hogy ködösítsenek.
    Aztán ha valaki azt állítja, hogy ma már nincs fejlődés, akkor jól pofáncsapjuk valami híres fizikus idézetével, hogy "már mindent megismertünk a fizika területén", ha pedig valaki azt állítja valamiről, hogy az nem létezik, akkor használhatjuk a francia akadémikustól vett idézetet, miszerint "kövek nem eshetnek az égből."
    Punk tudósok bebizonyították, hogy létezik 4. akkord.
  • dez #125
    Ja,

    "Páran félreértettek engem valahol a fórum elején"
    Topik elején. A fórum pl. az egész SG Fórum, vagy egy "alosztály", pl. Tudományos hírek fóruma.

    "(már nem látszanak azok a hozzászólások)"
    Láthatóvá lehet őket tenni: "Listázás a fórumban >>" a lap alján, majd ugyanott x. oldal.
  • dez #124
    [már is megvannak -> máris megvannak, v. már meg is vannak (utóbbi akart lenni eredetileg)]
  • dez #123
    Szivar már válaszolt, de azért én is megpróbálom hozzátenni a magamét, hátha a kettőből jobban össze tudod gyúrni, ami érdekel.

    "Utánagondoltál?"
    Igen, most rajtad a sor.

    "Ha az információ fénysebességgel mozog, és a számítógép nem nagyobb egy fehérjemolekulánál, akkor talán."
    Az a helyzet, hogy bizonyos információknak nincs szüksége időre a terjedéshez, pontosabban nem is terjednek, hanem a távolság számukra 0. Itt kezd végleg megbukni a klasszikus fizikai világkép, az abszolút terével és idejével. Éppen ezért "nem tetszik" a dolog waneknek, meg másoknak. (De mielőtt BiroAndras leírná: mi viszont nem tudunk tetszőleges információt közvetíteni ezt az effektust felhasználva.) Tehát, az entanglementben lévő qubitek között idő nélküli a kapcsolat.

    "Nos, ez pontosan annyi, mint egy 1024 bites memóriáCSKA lehetséges állapotainak a száma. A variációk számától nem kell hasraesni, az még nem jelenti az információk mennyiségét. 1024 biten 2^1024 lehetséges állapotot lehet ábrázolni, de az bizony 1024 bit akkor is."
    Csakhogy itt nem memóriáról van szó, hanem egy időben megjelenő variációkról, és az így végzett műveletekről. Tehát ez nem 1024 bittel végzett műveletnek felel meg, hanem 2^1024 bittel végzettnek... Mintha egy olyan hagyományos gép lenne, ami egy 2^1024 bites memória minden elemével egyszerre végezne műveleteket.

    "Képzeld el egy 1 GB memória összes lehetséges állapotainak a számát. Több mint ahány atom van a világegyetemben. És akkor?"
    A hagyományos gép ezen 1GB-os memória pár bájtjával végez egyszerre csak műveleteket.

    "Még egy fontos kérdés: azt írod: "SZÁMOL egy időben" (én emeltem ki)
    Mit jelent az hogy számol? Ahhoz, hogy egy számolás megvalósuljon, a biteknek hatniuk kell egymásra, méghozzá igen gyorsan."
    Megtörténik. Amikor hatnak egymásra, az az entanglement.

    "Továbbá a számolás eredményét valamire fel kell használni és a következő számolás kiinduló adatait be kell vinni a rendszerbe."
    Nyilván. De ha ez akár több perc is, ha maga a művelet egymilliárd év helyett (amire egy hagyományos gépnek szüksége lenne) pár másodperc, akkor "már nyert ügyünk van"...

    "Javíts ki ha rosszul értem, ez a kvantumszámítógép tulajdonképpen egy processzor funkcióját látja el. Most az a kérdés, hogy mely műveleteket végzi el: összeadást? szorzást? Shiftelést? Logiaki ÉS vagy VAGY műveletet?"
    Nyilván ezeket mind. Úgy tudom, az ilyen alapfunkciók kvantumalgoritmusai már is megvannak. De itt nem csak ezekből építkeznek, mint a hagyományos gépeknél, hanem eleve összetettebbeket is meg tudnak valósítani.

    "Ezt megemlíthették volna a cikkben."
    Nem lehet minden egyes cikk célja elmagyarázni az egészet.

    "A linkelt cikkekben sajna jó sok oldalnyi hablatyból kell valahogyan kibányászni azt a néhány mondatot, ami értékes információt hordoz."
    Amik segítik a megértést... Azt hiszem, mégiscsak érdemes lenne elolvasnod.
  • dez #122
    Igen, van bizonytalanság a rendszerben. A kvantumszámítógép eredményét érdemes ellenőrízni, illetve többször elvégezni a műveleteket. De még ezzel együtt is milliárdszor milliárdszor gyorsabb lehet.
  • dez #121
    "Ennyi hozzászólásból már el lehetett volna magyarázni az eszköz működését. Legalábbis az alapelveket."

    Megtörtént, és volt is, aki értette. Próbáld meg te is, mielőtt teljesen értelmetlen személyeskedésnek nevezet az egész topikot (amivé akkor vált, amikor megjelent wanek).
  • szivar #120
    "Ha az információ fénysebességgel ..."

    Nem a hagyományos értelembe vett számítógépről van szó, és a cikkből az jött le, hogy fénnyel is lehet írni||olvasni az atomok állapotát, azon kívűl hogy a lézerfény 'tartja' a helyükön az atomokat.

    "1024 biten 2^1024 lehetséges állapotot lehet ábrázolni, de az bizony 1024 bit akkor is."
    Igen 1024 bit, de ezen az 1024 biten egyidőben 2^1024 műveletet lehet elvégezni 1 'órajelciklus' alatt.

    "Képzeld el egy 1 GB memória összes lehetséges állapotainak a számát. Több mint ahány atom van a világegyetemben. És akkor?"

    És most képzeld el, hogy ha ezt sikerül megvalósítani a tudósoknak, akkor egyidőben 2^1000000000 műveletet jelent. Bár ez egyenlőre kétséges.

    "Mit jelent az hogy számol? Ahhoz, hogy egy számolás megvalósuljon, a biteknek hatniuk kell egymásra, méghozzá igen gyorsan. "

    Pont ez a lelke az egész kvantumszámítógépnek. Az egymásrahatás sebességében nem vagyok biztos, de ha emlékeim nem csalnak, akkor azonnali.

    "Most az a kérdés, hogy mely műveleteket végzi el: összeadást? szorzást? Shiftelést? Logiaki ÉS vagy VAGY műveletet?"

    Akár azt is. Viszont el lehet vele végeztetni komplex műveleteket is, pl. törzstényezőkre bontás, stb. És mindezt egy 'lépésben'.
  • Szeszmester #119
    Jó észrevétel.

    De lássuk be azt is, hogy az SG nem éppen a tudományok centruma, ezek a cikkek nem merülnek bele a témákba. Persze biztos akad itt hozzáértő, de sokan mondanak sokfélét. Másrészt vannak, akik csak flémelni járnak ide, aki így áll hozzá, azzal nem lehet kultúráltan vitázni.

    Nem olvastam utána az eszköz működésének, de feltételezve a bonyolultságát, gondolom komoly fizikai ismeretekre építkezik. Ezek nélkül bajos (ha egyáltalán lehetséges) az eszköz megértése.

    Mind1, csak arra akarok utalni, hogy hiába olvasgatom a hszeket meg a cikket, el sem tudom képzelni az eszköz működését, de a wanekkal való flém tényleg annyira vicces, hogy erre -- szakítok időt.
  • halgatyó #118
    "Nem 10ezerszerese, hanem sokmilliárdszorosa vagy még több" Utánagondoltál? Ha az információ fénysebességgel mozog, és a számítógép nem nagyobb egy fehérjemolekulánál, akkor talán.

    "Pl. egy 1024 qubites gép 2^1024 variációval számol egy időben."
    Számold csak ki, ez mennyi" Nos, ez pontosan annyi, mint egy 1024 bites memóriáCSKA lehetséges állapotainak a száma. A variációk számától nem kell hasraesni, az még nem jelenti az információk mennyiségét. 1024 biten 2^1024 lehetséges állapotot lehet ábrázolni, de az bizony 1024 bit akkor is.

    Képzeld el egy 1 GB memória összes lehetséges állapotainak a számát. Több mint ahány atom van a világegyetemben. És akkor?

    Még egy fontos kérdés: azt írod: "SZÁMOL egy időben" (én emeltem ki)
    Mit jelent az hogy számol? Ahhoz, hogy egy számolás megvalósuljon, a biteknek hatniuk kell egymásra, méghozzá igen gyorsan. Továbbá a számolás eredményét valamire fel kell használni és a következő számolás kiinduló adatait be kell vinni a rendszerbe.

    Javíts ki ha rosszul értem, ez a kvantumszámítógép tulajdonképpen egy processzor funkcióját látja el. Most az a kérdés, hogy mely műveleteket végzi el: összeadást? szorzást? Shiftelést? Logiaki ÉS vagy VAGY műveletet?

    Ezt megemlíthették volna a cikkben.
    A linkelt cikkekben sajna jó sok oldalnyi hablatyból kell valahogyan kibányászni azt a néhány mondatot, ami értékes információt hordoz. (Remélem, hogy a "kvantum"számítógép ennél jobb aránnyal fog dolgozni:-)))
További bejegyzések a fórumban...