Hunter

Elkészült az első működő kvantumprocesszor

A Yale Egyetem kutatói megalkották az első kezdetleges elektronikus kvantumprocesszort, újabb fontos lépést téve a kvantumszámítógép felé vezető úton.

A két qubites, vagyis kvantumbites chippel sikerült két egyszerű, kifejezetten kvantumrendszerekre írt algoritmust futtatni. Az egyik egy egyszerű keresés, a Grover-algoritmus, ami először demonstrálta a kvantuminformáció feldolgozást egy szilárdtest eszközzel. Bár processzoruk csak pár nagyon egyszerű kvantumfeladat elvégzésére képes, amit korábban már atomokkal és fotonokkal is demonstráltak, a szilárdtest eszköznek nincs szüksége túlzottan specializált közegre, lézerekre és ionokra, melyeket rendkívüli erejű mágneses mezők segítenek, emelte ki Robert Schoelkopf, a Yale fizika és alkalmazott fizika professzora, a kutatás egyik vezetője.

Ahhoz hogy valami hétköznapibbra emlékeztető, kézzelfoghatóbb megoldást kapjanak egy szilárdtest alapú rendszerre volt szükség. Ugyanakkor nem szabad túlzott párhuzamot vonni a hétköznapi processzorokkal: a Yale eszköze alig valamivel az abszolút nulla fok fölött működik és speciális hűtési technikákat igényel.


A két-qubites processzor az első szilárdtest kvantumprocesszor, ami egy hagyományos számítógépes chipre emlékeztet és algoritmusok futtatására is alkalmas

A kvantumprocesszor két úgynevezett transmon qubitből tevődik össze. Ezek egy nióbiumrétegből és egy alumínium-oxid ostyából álló szupravezető anyag parányi darabjai, melyekbe barázdákat martak. A barázdák között az elektromos áram képes az "alagutazásra" - ez a kvantumvilág egy különleges tulajdonsága, ahol a hullámok és a részecskék úgy jutnak át az akadályokon, hogy nem törik át azokat. A két qubit, melyeket egy mikrohullámú üreg választ el egymástól, két különböző energiaállapotot foglalhat el, ami megfelel a hagyományos számítógépek bitjei által felvett egyeseknek és nulláknak, azonban a kvantummechanika törvényeit kihasználva a tudósoknak sikerült úgynevezett "szuperpozícióba" helyezni a qubiteket, vagyis egy időben több állapotot is felvettek, lehetővé téve a nagyobb információtárolást és számítási teljesítményt.

A demonstráció során lefuttatott számítások bár egyszerűek, egészen mostanáig nem voltak lehetségesek szilárdtest qubitekkel, részben azért, mert a tudósoknak nem sikerült néhány nanoszekundumnál tovább fenntartani egy qubitet. Schoelkopf változata már egy mikroszekundumig képes fennmaradni, ami elegendő idő az egyszerű algoritmusok lefuttatására. A műveletek elvégzéséhez a qubitek az őket összekötő "kvantumbuszokon" keresztül kommunikálnak egymással, melyeken fotonok szállítják az információt. Ez a Yale kutatóinak egy korábbi fejlesztése.

Az eredmények kiolvasásához egy mikrohullámú jelet használtak, ami ugyanolyan frekvenciával rendelkezik, mint az üreg mikrohulláma. "Az üreg a qubit állapotának megfelelő frekvencián rezeg. A jel átküldésével meg tudjuk állapítani az üreg állapotát, ezáltal kiolvashatjuk az eredményt" - mondta Leonardo DiCarlo fizikus, a Nature szaklapban megjelent tanulmány társszerzője.

Következő lépésként az amerikai csapat a qubitek fennmaradásának idejét szeretné megnövelni, hogy a hosszabb kvantumállapotot kiaknázva jóval összetettebb algoritmusokat is futtathassanak. Emellett több qubitet is kapcsolnának a kvantumbuszhoz, a számítási teljesítmény ugyanis exponenciálisan nő minden egyes hozzáadott kvantumbittel, magyarázta Schoelkopf. Más kérdés, hogy kettőnél több qubit alkalmazása esetén valamilyen más kiolvasási technikát kell kieszelni.

Összességében elmondhatjuk, továbbra is jó időbe fog telni mire kvantumszámítógépekkel oldhatjuk meg a komplex problémákat.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • 1r0nh1d3 #207
    Majd processzornak lehet nevezni, ha elfut rajta a linux.
    Addig pihentessük már ezt a mellébeszélést.
  • Epikurosz #206
    Ilyent nem tud egy kvantumproci:

    "The way Quebec excels at speaking English:

    Three women (one Italian, one Spanish and one from the French-speaking Quebec province of Canada) went for a job interview. To check their knowledge of the language they were told to make up sentences in English using these colour words: GREEN, PINK and YELLOW.

    The first to be tested was Italian:
    - I wake up and see the yellow sun and the green grass. I say to myself: "I hope it will be a pink day".
    The one form Spain was next:
    - For breakfast I eat a yellow banana and a green pepper. In the evening I watch a "Pink Panther" film.

    Last came the Quebecoise:
    - I wake up in ze morning, I 'ear ze telephone go "green…green". I pink up ze receiver and I say "oui, yellow?"
    :-)
  • LowEnd #205
    sufniban nem fog senki kvantumprocesszort összerakni, mert a határterületek kutatásához, és tényleg forradalmi alkalmazott tudományhoz olyan eszközök kellenek, ami egy átlagember számára (az átlagemberen kb a 99.999%-ot értem) teljesen elérhetetlen. És ha elérhető is, egy találmányhoz nem "ötlet" kell elsősorban, hanem pénz és belerakott munka, amit egy önálló ember a sufniban már nem tud versenyképesen hozni.

    Persze, tud csinálni látványos dolgot a meglevő eszközök kombinálásával
    (pl napelemes, GPS és számítógép által irányitott videóközvetítő és átjátszó mini léghajó, vagy ilyesmi), de ezeket csak korlátozottan gondolnám "forradalminak"

    nem fog tudni rákgyógyszert (sem másmilyent) csinálni-tesztelni, sem fúziós hajtóművet, nem tud gyorsítót használni, vagy anyagszerkezetet modellezni.

    Ha vannak erőforrásai akkor viszont össze tud dobni egy ügyeskezű mesterember egy atombombát a fészerben, de ennek a hasznát is csekélynek vélem.
  • Epikurosz #204
    A nagy dolgok garázsban és sufniban születtek mindig. A sorozatgyártás már a profitról szól.
  • LowEnd #203
    rég nem szóltam hozzá, de most nem bírom megállni... a tudatlanság hatalom.

    Ez kicsit arra emlékeztet, amikor 6 évesen rádiót szereltem, meg 10 évesen kotyvasztottam, hogy "nééé má' mi lett belőle" :)

    nehogy egy garázsban összerakja az antigravitációs hajtóművet rigidus, mert akkor aztán meg leszünk alázva :))
  • Epikurosz #202
    "melyre a het folyaman sor fog kerulni."

    A fene a jó dolgodba!
    Már látom, hogy ez a hét idegtépő várakozásban fog eltelni.
  • rigidus #201
    > Tudjuk, hogy amiről te beszélsz, az a teljes mai fizika felülvizsgálata nélkül nem történhet meg.

    Tiszta sor.

    > Ez se lehetetlen, de te egyelőre még csak egy videót se mutattál

    Sor fog kerulni ra a heten - volt rola szo.

    > A fizika létező ellentmondásai nem indokok arra, hogy holdkóros ötletekkel szemeteljük tele a többé-kevésbé jól működő részeit.

    Arra viszont indok, hogy felul legyenek vizsgalva. A tortenelem szamtalanszor bizonyitotta, hogy korrol-korra aktualisan "holdkoros"-nak tuno otletek sem elvetendok ha egy-egy tudomanyt alapjaiban atiro paradigmat kell szemugyre venni.

    > De miért van az az érzésem, hogy végül sosem fogom látni?

    passz, csak nehany tipp:
    - radikalisan romlasnak indult a latasod (igy lemaradtal ne'mi ezzel kapcsolatos lenyeges informaciorol is)
    - ongyilkossagot tervezel a heten
    - sok csunya, rossz ember vesz korul es - tevesen - meggyozodesed, hogy kivetel nelkul minenki egy budos *eci

    (Az utobbi esetben javaslom, hogy vedd fel a kapcsolatot Epi Mesterrel, profilja alapjan ujabban exorcizmusra szanta el magat, ill. neha szokta dobalni a pszihiatere elerhetoseget is itt az SG-n.)

    > Engem az bosszant, hogy *lopsz* a fizikától.

    Szegeny fizika, biztos fajhat neki. Egyebkent engem az eletnek ennel lenyegesen elgondolkodtatobb dolgai bosszantanak.

    > Mindig érdekelt, hogy a sarlatánok elhiszik-e, amit mondanak, vagy csak simán gazemberek. Inkább az első.

    Reszleteiben ki fogok terni ennek a mondatnak a filozofiai hatterere is majd a topikot - reszemrol - zaro hozzaszolasomban melyre a het folyaman sor fog kerulni.
  • kukacos #200
    Vagyis nincs olyan, hogy a magneses terbe belott elektron a semmi korul kering, mivel ez csupan az altalanos fizika leegyszerusitesere szolgalo kompromisszumtetel.

    Olyan kompromisszum, ami nemcsak megenged, hanem el is vet. Tudjuk, hogy amiről te beszélsz, az a teljes mai fizika felülvizsgálata nélkül nem történhet meg. Ez se lehetetlen, de te egyelőre még csak egy videót se mutattál, míg a hagyományos módszer lerakott azért egyet és mást az asztalra. Addig már bocs, de a zagyva ábrándot hadd tartsam már annak, ami.

    az ott leirtak kepesek akar onmagukkal is ellentmondasba kerulni

    A fizika létező ellentmondásai nem indokok arra, hogy holdkóros ötletekkel szemeteljük tele a többé-kevésbé jól működő részeit. De én meggyőzhető vagyok: kíváncsian várom a videókat. De miért van az az érzésem, hogy végül sosem fogom látni?

    (Engem az bosszant, hogy *lopsz* a fizikától. Csak azt veszed el, ami a felszín és csillog, találmányok hangzatos neveit, de mint kiderült, az alapfogalmaikat sem érted. Mindig érdekelt, hogy a sarlatánok elhiszik-e, amit mondanak, vagy csak simán gazemberek. Inkább az első.)
  • Epikurosz #199
    Sok sikert. Csak fel ne robbanj.
    Különben, az nekem is szemet szúrt, de lehet, hogy félreértettem valamit, hogy szerinted, ha valakit megráz az áram, és emiatt felugrik, azt azért teszi, mert antigravitációs hatás lépett fel nála. Na, jól nézünk ki.
  • rigidus #198
    JAV: "fognam" ---> hoznak (utolso sor)