Komputer Kuantum: MIT dan Harvard Dapatkan Closer dengan "Simulator Kuantum"

Komputer kuantum adalah grail suci kejuruteraan abad ke-21, kerana kekasaran quantum mereka akan membiarkan mereka memegang maklumat dan menyelesaikan masalah yang jauh lebih rumit dari apa pun walaupun superkomputer terbaik hari ini boleh mengendalikan.

Seperti yang mereka laporkan pada hari Rabu dalam dua kertas kerja yang disiarkan di Alam, penyelidik di Harvard, Massachusetts Institute of Technology, dan University of Maryland tidak cukup mencipta komputer kuantum dalam semua kemuliaannya, tetapi mereka sudah hampir cemas. Mereka sebaliknya membina apa yang dikenali sebagai simulator kuantum. Ia tidak mempunyai fleksibiliti yang hampir tidak terhingga dari komputer kuantum, tetapi ia menggunakan prinsip kuantum untuk menyelesaikan masalah yang sangat spesifik.

Jadi apa sebenarnya yang diperlukan untuk sistem ini dianggap sebagai komputer kuantum? Profesor Harvard Mikhail Lukin, yang mengetuai salah satu kertas itu, memberitahu Songsang isu ini tiga kali ganda.

"Kami perlu meningkatkan jumlah qubit yang ada, memperbaiki kesesuaian, atau mengurangkan kesilapan, qubit ini, dan meningkatkan tahap pemrograman sistem, jadi dapat menyelesaikan masalah yang lebih besar," katanya..

Para penyelidik dapat menangkap dan memanipulasi 51 atom individu, atau qubit, untuk membuat simulator kuantum. Itu set terbesar qubit yang pernah dipasang untuk simulator sedemikian. Daripada zarah ion yang dikenakan, penyelidik adalah yang pertama menggunakan atom neutral dengan sifat yang sama. Tidak seperti ion, atom netral tidak menolak. Ini memungkinkan untuk membawa sekumpulan besar qubit bersama-sama.

Qubits adalah unit asas yang membuat pengkomputeran kuantum mungkin. Dalam komputer biasa, semua tweet yang anda taip disimpan sebagai perduaan, atau satu siri sifar atau yang. Dalam komputer kuantum, data disimpan dalam qubit yang boleh menjadi apa-apa dari foton, elektron, atau nukleus.

Sedikit mestilah sama ada satu atau satu sifar, manakala qubit boleh menjadi satu dan sifar pada masa yang sama. Ya, itu sangat tidak ragu-ragu, tetapi membolehkan komputer kuantum menyimpan data yang lebih eksponensial daripada mesin binary. Para 51 atom yang dapat ditangkap oleh penyelidik dapat mewakili lebih dari 2 nilai quadrillion. Membenarkan saintis menyelesaikan masalah pengoptimalan seperti masalah jualan jurujual dan meniru fenomena fizik yang mereka tidak dapat.

"Interaksi ini sedang dikaji adalah sifat mekanik kuantum," kata Alexander Keesling seorang Ph.D. pelajar dan pengarang bersama kajian itu dalam satu kenyataan. "Jika anda cuba mensimulasikan sistem ini pada komputer, anda terhad kepada saiz sistem yang sangat kecil, dan jumlah parameter yang terhad. Sekiranya anda membuat sistem lebih besar dan lebih besar, dengan cepat anda akan kehabisan daya ingatan dan pengkomputeran untuk mensimulasikannya pada komputer klasik. Cara yang sepatutnya ialah membina masalah dengan zarah yang mengikuti peraturan yang sama seperti sistem yang anda simulasi - itulah sebabnya kami panggil ini simulator kuantum."

Lukin memberitahu Songsang tidak ada kerangka waktu untuk ketika komputer kuantum akan menjadi kenyataan, tetapi kajian ini sebagai saintis yang diberikan kemampuan menantang dengan hal-hal yang benar-benar keluar dari dunia komputer yang kita gunakan hari ini. Ini membuka pintu untuk memahami lagi selok-belok dunia yang kita hidup dengan cara yang baru.

Para saintis mahu membina komputer kuantum saiz padang bola sepak.