Все новости от 16 августа 2000 г.

IBM построила квантовый компьютер из пяти атомов

Экспериментальный компьютер IBM, процессор и память которого состоят из пяти атомов, демонстрирует потенциальные возможности подобных устройств, решая определенные задачи со скоростью, значительно превышающей быстродействие обычных компьютеров. «Со временем квантовый компьютер можно будет использовать для таких целей, как поиск в базах данных; с его помощью, например, может быть значительно ускорен поиск в вебе. Но такие компьютеры вряд ли станут применяться для более прозаических задач типа редактирования текстов», — говорит руководитель группы ученых из IBM, Стэнфордского университета и Университета Калгари Исаак Чуанг (Isaac Chuang). Квантовый компьютер можно использовать и в криптографии или для взлома шифров. Этот факт привлекает Управление национальной безопасности США и Министерство обороны, которые финансируют работы Стэнфорда по созданию квантового компьютера.

За гранью закона Мура
Современная технология микропроцессоров, которые становятся все более микроскопическими и в то же время более мощными, подчиняется эмпирическому закону Мура, который, как ожидается, будет оставаться справедливым еще примерно десятилетие. Но эта технология — литография — не позволит создать микропроцессоры размером с молекулу, поэтому ученые ищут другие конструкции, использующие генетические методы и другие тонкие технологии. «Примерно на рубеже 2020 годов, когда элементы примут размеры атомов и молекул, закончится действие закона Мура и начнется эпоха квантовой вычислительной техники, — говорит Чуанг. — Атомы и молекулы и есть базовые элементы квантового компьютера».

Команда Чуанга применяет экспериментальный квантовый компьютер для решения традиционных математических задач, встречающихся в криптографии: поиска периода функции. Квантовый компьютер способен решить любую задачу этого типа за один шаг, в то время как обычному потребовалось бы множество циклов.

Путь к квантовой вычислительной технике
Чуанг говорит, что эксперимент продемонстрировал работоспособность квантового компьютера: «Он показывает, что мы находимся на ясном, предсказуемом пути к коммерческим квантовым компьютерам».

Квантовый компьютер использует спин электрона или частиц атомного ядра и странные свойства микрочастиц, которые, если за ними не наблюдать, способны вращаться одновременно в разных направлениях. Когда спин частицы направлен вверх, ей можно присвоить значение единицы, а когда вниз — нуля, что соответствует двоичной арифметике традиционных компьютеров. Однако квантовые компьютеры отличаются тем, что частицы могут находиться еще и в состоянии «суперпозиции» — когда спин направлен одновременно и вверх, и вниз. Это состояние соответствует нулю, единице и всем промежуточным значениям. Поэтому при решении задач вместо последовательного сложения нескольких чисел квантовый компьютер может складывать их одновременно. Это наделяет его огромной вычислительной мощностью. При определенных типах вычислений, таких как криптографические алгоритмы или поиск, квантовый компьютер, состоящий из нескольких сотен атомов, сможет выполнять миллиарды операций зараз.

Правда, пока не ясно, когда можно будет построить такой компьютер. Чуанг утверждает, что в ближайшие два года появятся более мощные квантовые компьютеры, использующие от семи до десяти атомов.

Обсуждение и комментарии

	Димарик - rakitinchemk.ru 21 Aug 2000 2:54 PM
Это что за лабуда в достойном издании: "и странные свойства микрочастиц, которые, если за ними не наблюдать, способны вращаться одновременно в разных направлениях" - а если наблюдать? И вообще статья начинается за здравие: "разработан", "эксперименты показали", а в конце само воплощение встало под сомнение. Вроде у них там с финансированием фундаментальной науки не ТАК остро стоит вопрос, что бы в прессу ТАКОЕ нести.
	Костик - stermtechst02.technion.ac.il 21 Aug 2000 11:48 PM
Димарику: если наблюдать, то увидишь вращение только в одном направлении. В этом-то и состоит корпускулярно-волновой дуализм микрочистиц: пока мы их не наблюдаем, проявляются волновые свойства, описываемые вероятностными законами; как только мы пытаемся наблюдать, или "замерить" частицу, мы получаем конкретные значения её характеристик (как например направление спина).
	Димарик - rakitinchemk.ru 22 Aug 2000 5:45 AM
Костику: насчёт дуализма микрочастиц в частности и природы (свойств) "вещей" я чуть-чуть знаком. Но не понятен сам принцип: алгоритмизация процессов и дальнейшее управление ими будет строится по принципу "наблюдения". Или под "наблюдением" всё-таки подразумевается управление, как например используются те-же свойства спина в магниторезистивных головках винтов? Программирование этого компьютера преполагается или результат выполнения команды будет зависить от точки наблюдения? А что такое "построила ... из 5 атомов" - ну 9 я ещё бы понял ... Вообще-то надо в НОВОСТИ ввести раздел "Американцы шутят" - а может я и не прав, Алика Эйнштена бы сюда.
	Mauhuur - vslontil.ihep.su 12 Sep 2000 10:15 PM
2Костик: Дуализьм тут не при чем. Просто квантовомеханическое состояние может быть суперпозицией элементарных состояний. Ничего особо страшного тут нет. 2Димарик: Хреново то, что они не дали ссылок на серьезные ресурсы по quantum computing в конце статьи. Тогда бы не возникало глупых вопросов. Давно описаны и способы программирования квантового компутера, и организация интерфейса. Проблема в практической реализации, а никак не в теории.
	Vasya - butlerfromru.ru 5 May 2001 4:01 PM
В первый раз слышу о квнтовых технологиях. Кому не трудно, не могли бы рассказать немного поподробнее.. Если можно пишите на мой Mail. Заранее спасибо.
	Стас - persiamail.ru 25 Nov 2001 9:15 PM
Что-то я не врубился в ваш дуализм. Причем он здесь. Народ Поучите физику твердого тела. На худой конец квантовую механику. Дуализм здесь не причем и принцип неопрделенностей не стоит трогать. лучше начать изучатть квантовые ямы и квантовые точки. на этом и проявляется квантовое исчесление.