Kuasa pengkomputeran mencapai tahap krisis. Sekiranya kita terus mengikuti tren sejak komputer diperkenalkan, pada tahun 2040, kita tidak akan mempunyai kemampuan untuk menggerakkan semua mesin dunia, kecuali kita dapat memecahkan pengkomputeran kuantum.
akaun netflix saya telah diretas dan e-mel ditukar
Komputer kuantum menjanjikan kelajuan yang lebih cepat dan keselamatan yang lebih kuat daripada rakan klasiknya, dan para saintis telah berusaha untuk membuat komputer kuantum selama beberapa dekad.
Apa itu kuantum dan bagaimana ia membantu kita?
Pengkomputeran kuantum berbeza dari pengkomputeran klasik dalam satu cara asas - cara maklumat disimpan. Pengkomputeran kuantum memanfaatkan sifat mekanik kuantum yang pelik, yang disebut superposisi. Ini bermaksud satu ‘unit’ dapat menyimpan lebih banyak maklumat daripada yang terdapat dalam pengkomputeran klasik.
Maklumat disimpan di ‘ bit 'Di negeri' 1 'Atau' 0 , Seperti suis lampu yang menghidupkan atau mematikan. Sebaliknya, pengkomputeran kuantum dapat merangkumi unit maklumat yang dapat 1 , '' 0 , 'Atau a kedudukan kedua-dua negeri .
Fikirkan superposisi sebagai sfera. ' 1 'Ditulis di kutub utara, dan' 0 'Ditulis di selatan - dua bit klasik. Walau bagaimanapun, bit kuantum (atau qubit) boleh didapati di mana sahaja di antara kutub.
Bit kuantum yang dapat dihidupkan dan dimatikan pada masa yang sama, memberikan paradigma revolusi dan berprestasi tinggi di mana maklumat disimpan dan diproses dengan lebih berkesan, kata Dr. Kuei-Lin Chiu kepada Alphr pada tahun 2017. Dr. Chiu adalah seorang penyelidik untuk tingkah laku mekanik kuantum bahan di Massachusetts Institute of Technology.
Keupayaan untuk menyimpan jumlah maklumat yang jauh lebih tinggi dalam satu unit bermaksud pengkomputeran kuantum dapat lebih cepat dan lebih cekap tenaga daripada komputer yang kita gunakan hari ini. Jadi mengapa sukar dicapai?
Membuat qubit
Qubits, tulang belakang komputer kuantum, sukar dibuat dan, setelah dibentuk, bahkan lebih sukar dikawal. Para saintis mesti membuat mereka berinteraksi dengan cara tertentu yang akan berfungsi dalam komputer kuantum.
Para penyelidik telah mencuba menggunakan bahan superkonduktor, ion yang terperangkap dalam perangkap ion, atom neutral individu, dan molekul yang mempunyai kerumitan yang berbeza untuk membinanya. Namun, membuat mereka menyimpan maklumat kuantum untuk waktu yang lama terbukti sukar.
Lihat yang berkaitan Cara membina PC anda sendiri
Dalam penyelidikan baru-baru ini, para saintis di MIT merancang pendekatan baru, menggunakan sekumpulan molekul sederhana yang terbuat dari hanya dua atom sebagai qubit.
Kami menggunakan molekul ultracold sebagai Profesor 'qubits' Martin Zwierlein, pengarang utama makalah ini, kepada Alphr pada tahun 2017. Molekul telah lama dicadangkan sebagai pembawa maklumat kuantum, dengan sifat yang sangat menguntungkan berbanding sistem lain seperti atom, ion, superkonduktor qubit Di sini, kami menunjukkan untuk pertama kalinya, bahawa anda dapat menyimpan maklumat kuantum sedemikian untuk jangka masa yang panjang dalam gas molekul ultrasold. Sudah tentu, komputer kuantum akhirnya juga harus membuat pengiraan, misalnya, membiarkan qubit berinteraksi antara satu sama lain untuk mewujudkan apa yang disebut sebagai gerbang. Zwierlein meneruskan, Tetapi pertama-tama, anda perlu menunjukkan bahawa anda juga dapat berpegang pada maklumat kuantum, dan itulah yang telah kami lakukan.
Qubit yang dibuat di MIT memegang maklumat kuantum lebih lama daripada percubaan sebelumnya, tetapi masih hanya untuk satu saat. Jangka masa ini mungkin terdengar pendek, tetapi sebenarnya berada dalam urutan seribu kali lebih lama daripada percubaan setanding yang telah dilakukan, jelas Zwierlein.
Baru-baru ini, para penyelidik dari University of New South Wales membuat penembusan yang signifikan dalam mendorong ke arah pengkomputeran kuantum. Mereka mencipta jenis qubit baru yang disebut flip-flop qubit, yang menggunakan elektron dan inti atom fosforus. Mereka dikawal oleh isyarat elektrik dan bukannya magnet, menjadikannya lebih mudah untuk diedarkan. Qubit ‘flip-flop’ berfungsi dengan menarik elektron dari nukleus menggunakan medan elektrik, membuat dipol elektrik.
Di luar qubit
Bukan hanya qubit, para saintis perlu memikirkannya. Mereka juga perlu menentukan bahan untuk membuat cip pengkomputeran kuantum berjaya.
Chiu kertas , yang diterbitkan pada awal tahun 2017, menemui lapisan bahan yang sangat nipis yang dapat menjadi asas bagi cip pengkomputeran kuantum. Chiu berkata kepada Alphr, Perkara menarik dalam penyelidikan ini adalah bagaimana kita memilih bahan yang tepat, mengetahui sifat uniknya, dan menggunakan kelebihannya untuk membina qubit yang sesuai.
Moore's Law meramalkan bahawa ketumpatan transistor pada cip silikon meningkat dua kali ganda setiap 18 bulan, kata Chiu kepada Alphr. Walau bagaimanapun, transistor yang semakin menyusut ini akhirnya akan mencapai skala kecil di mana mekanik kuantum memainkan peranan penting.
Undang-undang Moore, yang disebut Chiu, adalah istilah pengkomputeran yang dikembangkan oleh pengasas bersama Intel Gordon Moore pada tahun 1970. Ia menyatakan bahawa kekuatan pemprosesan keseluruhan untuk komputer meningkat dua kali ganda setiap dua tahun. Seperti yang dinyatakan oleh Chiu, kepadatan kerepek menurun — masalah yang berpotensi dijawab oleh cip pengkomputeran kuantum.
Adakah pengkomputeran kuantum merupakan vaporware utama?
Apa itu vaporware?
Sekiranya anda tidak pernah mendengar istilah itu wap , pada dasarnya produk berkaitan perisian yang diiklankan tetapi belum tersedia atau mungkin tidak pernah tersedia. Contohnya ialah produk perisian yang banyak dipasarkan tetapi tidak pernah melihat cahaya harian.
Walaupun orang membuat ramalan optimis selama beberapa dekad mengenai kesan komputer kuantum, dan berbagai kemajuan dalam persekitaran perniagaan dan penyelidikan, seberapa dekat kita untuk mencapai impian pengkomputeran kuantum? Adakah keadaan ini ramalan vaporware masa depan, atau akan menjadi sesuatu yang berguna?
Kami menyelidiki realiti pengkomputeran kuantum dalam artikel lain. Ringkasnya, komputer kuantum kemungkinan akan melakukan pengiraan yang sangat tidak realistik lebih cepat daripada komputer konvensional pada satu atau dua tahun berikutnya. Namun, ini bukan proses yang mudah, dan tidak akan menjadi murah atau bermanfaat bagi pengguna seharian.
