מחשבים קוונטיים: MIT והרווארד קבל קרוב יותר עם "סימולטור קוונטי"

מחשבים קוונטיים הם הגביע הקדוש של הנדסת המאה ה -21, שכן המוזרות הקוונטית שלהם תאפשר להם להחזיק מידע ולפתור בעיות הרבה יותר מורכבות מכל דבר שאפילו מחשבי העל הטובים ביותר יכולים להתמודד איתו היום.

כפי שהם מדווחים היום שני מאמרים שפורסמו ב הטבע, חוקרים באוניברסיטת הרווארד, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ואוניברסיטת מרילנד לא ממש יצרו מחשב קוונטי בכל התהילה שלו, אבל הם כבר התקרבו מאוד. במקום זאת הם בנו את מה שמכונה סימולטור קוונטי. הוא חסר את הרב-תכליתיות האינסופית כמעט של מחשב קוונטי, אבל הוא משתמש בעקרונות קוונטיים כדי לפתור בעיות ספציפיות מאוד.

אז מה בדיוק ייקח עבור מערכת זו להיחשב מחשב קוונטי? פרופסור הרווארד מיכאיל לוקין, המנהיג המשותף של אחד העיתונים, מספר הפוך הנושא הוא משולש.

"אנחנו צריכים להגדיל את מספר qubits זמין, לשפר את הקוהרנטיות, או להקטין את השגיאה, של qubits אלה, ולהגדיל את רמת programmability של המערכת, כך להפוך אותו מסוגל לפתור מספר גדול יותר של בעיות", הוא אומר.

החוקרים הצליחו ללכוד ולטפל 51 אטומים בודדים, או qubits, כדי ליצור סימולטור קוונטי. זוהי קבוצה גדולה של qubits אי פעם עבור סימולטור כזה. במקום חלקיקים יונים טעונים, החוקרים היו הראשונים להשתמש באטומים נייטרליים בעלי מאפיינים זהים. שלא כמו יונים, אטומים נייטרלי לא להדוף. זה איפשר להביא קבוצה גדולה של qubits יחד.

Qubits הן יחידות הבסיס שעושים מחשוב קוונטי אפשרי. במחשב רגיל, כל הטוויטים שאתה מקליד מאוחסנים כמו בינארי, או סדרה של אפסים או אלה. במחשב קוונטי, הנתונים מאוחסנים qubits אשר יכול להיות כל דבר מן פוטון, אלקטרון, או גרעין.

מעט צריך להיות אחד או אפס, בעוד qubit יכול להיות אחד ו אפס באותו זמן. כן, זה מאוד לא החלטית, אבל מאפשר מחשבים קוונטיים לאחסן נתונים אקספוננציאלית יותר מאשר מכונות בינאריות. 51 האטומים החוקרים הצליחו ללכוד יכול לייצג מעל 2 ערכי quadrillion. מתן אפשרות למדענים לפתור בעיות אופטימיזציה כמו בעיית המוכר הנוסע ולדמות תופעות פיסיקליות שאחרת לא יכלו.

"אינטראקציות אלה הנלמדות הן מכניות קוונטיות בטבען", אמר אלכסנדר קסלינג, Ph.D. סטודנט ומחבר המחקר של המחקר בהצהרה. "אם אתה מנסה לדמות את המערכות האלה במחשב, אתה מוגבל לגודלי מערכת קטנים מאוד, ומספר הפרמטרים מוגבל. אם אתה הופך את המערכות לגדולות יותר ויותר, מהר מאוד תפעיל את הזיכרון ואת כוח המחשוב כדי לדמות אותו במחשב קלאסי. הדרך מסביב היא למעשה לבנות את הבעיה עם חלקיקים כי בצע את הכללים זהה למערכת אתה מדמה - לכן אנחנו קוראים לזה סימולטור קוונטי."

לוקין מספר הפוך אין מסגרת זמן כאשר מחשבים קוונטיים יהפכו למציאות, אבל המחקר הזה נתן למדענים את היכולת להתעסק עם דברים שהיו לגמרי מחוץ לתחום המחשבים שאנו משתמשים בהם כיום. זה פותח את הדלת כדי להבין עוד יותר את המורכבויות של העולם שאנו חיים בדרך חדשה לגמרי.

מדענים רוצים לבנות מחשב קוונטי בגודל של מגרש כדורגל.