Kvantový procesor

8. červenec 2009 | 14.30 |

kvantový procesorDalší aplikace kvantové mechaniky do praxe na sebe v těchto letech nebudou dlouho čekat. První pevnolátkový dvou-qubitový kvantový procesor na světě, který pracuje na principu elektroniky, vyrobili pod vedením profesora Schoelkopfa vědci z Yale University v USA. Procesor používaný doposud v našich běžných počítačích, založený na nekvantové fyzice,  pracuje se dvěma ohraničenými stavy, kterým odpovídají jednička a nula, tedy s tzv. jedním bitem. Kvantové procesory fungují jinak – na principu pravděpodobností, které v mikrosvětě určují vlnové funkce. Tomu odpovídá u kvantového počítání neostrý kvantový stav, který může být s jistou pravděpodobností v podstatě v jednom i druhém stavu zároveň. Jednotce, kde se řízeně mění tyto kvantové stavy neboli vlnové funkce, se potom říká qubit - kvantový bit. 

Kvantové počítače budou moci provést jednu operaci s velkým počtem různých hodnot najednou, ale tyto operace jsou spíše specifické a přímo odpovídají problémovým úlohám z modelování nějaké situace z mikrosvěta.
Qubity u počítače v Yale tvoří miliarda atomů hliníku, které se chovají synchronně jako jeden atom, který může zaujímat dva stavy s různými energiemi.Problémem byla zejména krátká doba trvání existence stavů v qubitech - řádově nanosekundy. Vědci dokázali prodloužit dobu jejich života 1000x, takže nyní jsou stabilní až po dobu mikrosekund, což stačí na to, aby mohl proběhnout jednodušší algoritmus či výpočet.
Oba qubity jsou propojeny pomocí polovodičového integrovaného obvodu a vyměňují si mezi sebou informace ve formě fotonů. Dalším podstatným úspěchem vědců je řízené vypínání a zapínání qubitů, bez kterého by výpočet také nebyl možný.
Pokud by se podařilo prodloužit dobu existence kvantových stavů v qubitech, umožnilo by to běh složitějších programů, a ve zvyšování počtu kooperativně a svázaně pracujících qubitů.
Výpočetní síla tohoto kvantového systému však neroste vždy úměrně s počtem jednotek, ale pro některé úlohy přímo exponenciálně. Předpokládaná síla kvantových počítačů se projeví nejdříve v oblastech spojených s luštěním a tvořením šifer. Další vhodné oblasti aplikací se hledají.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1 (1x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře

RE: Kvantový procesor silion 11. 12. 2009 - 15:00