Φίλοι του Τ.Μ.Θ.

  • Μεγαλύτερο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Προκαθορισμένο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Μικρότερο μέγεθος γραμματοσειράς

ΑΡΧΗ | Αποθήκευση όλων των δημοσιευμένων άρθρων | Άλλο ένα βήμα πιο κοντά στους κβαντικούς υπολογιστές

Άλλο ένα βήμα πιο κοντά στους κβαντικούς υπολογιστές

E-mail Εκτύπωση PDF

 

Επιστήμονες του πανεπιστημίου Γέιλ στις ΗΠΑ κατάφεραν να αυξήσουν δραματικά την απόδοση κβαντικών διακοπτών, επιτελώντας έτσι ένα σημαντικό βήμα για την ανάπτυξη αξιόπιστων κβαντικών διατάξεων.

Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι ένας ταχέως αναπτυσσόμενος επιστημονικός τομέας και θεωρείται πως θα αποτελέσουν την εξέλιξη των κλασικών υπολογιστών, προσφέροντας γρηγορότερη και ασφαλέστερη επεξεργασία πληροφορίας.

Αντί των κλασικών bits που χρησιμοποιούνται στους σημερινούς υπολογιστές, η μονάδα πληροφορίας σε ένα κβαντικό υπολογιστή είναι το κβαντικό μπιτ, ή αλλιώς qubit το οποίο δεν βρίσκεται απαραίτητα στην κατάσταση 0 ή 1, αλλά μπορεί να βρίσκεται και σε μία ενδιάμεση κατάσταση. Οι καταστάσεις αυτές, ονομαζόμενες και ως καταστάσεις υπέρθεσης προβλέπονται από τη κβαντική θεωρία και περιγράφουν τη συμπεριφορά των σωματιδίων σε ατομικό επίπεδο.

Τα qubits που παρήγαγαν οι ερευνητές ήταν τεχνητά άτομα σε συνθήκες υπεραγωγιμότητας, που αναπαριστούν πληροφορίες εντός ενός κβαντικού συστήματος. Αλλάζοντας όμως κατάσταση, υπό την επιρροή των γειτονικών τους qubits, τα άτομα αυτά χάνουν ενέργεια, η οποία αντιστοιχεί σε απώλεια πληροφορίας.

Η ανακάλυψη αφορά στη διαπίστωση πως υπό την παρουσία ημισωματιδίων (quasiparticles) στο εσωτερικό των κβαντικών διατάξεων η απώλεια ενέργειας μετριάζεται ή και απουσιάζει. Τα ημισωματίδια είναι ένα αναδυόμενο φαινόμενο, κατά το οποίο εντός ενός στερεού σώματος, ορισμένα σωματίδια συπεριφέρονται ως ένα εικονικό υπερ-σωματίδιο.

Η συγκεκριμένη ιδέα αποτελεί μία πρόβλεψη της θεωρητικής φυσικής εδώ και μισό αιώνα, αλλά είναι η πρώτη φορά που δοκιμάζεται πειραματικά και επαληθεύεται για την περίπτωση των κβαντικών διακοπτών οι οποίοι και συγκρατούν τη κβαντική πληροφορία στη διάταξη των ερευνητών του Γέιλ.

«Ένας κβαντικός διακόπτης πρέπει να είναι σε θέση να λειτουργεί και ανάστροφα δίχως να χάνει ενέργεια», εξήγησε ο Ιόαν Ποπ, ερευνητής που συμμετείχε στο πείραμα. «Το συμπέρασμά μας είναι πολύ ενθαρρυντικό για την ανάπτυξη κβαντικών διακοπτών που θα λειτουργούν ως qubits», κατέληξε.

Τα αποτελέσματα αυτά ανοίγουν νέους ορίζοντες στους τομείς της κβαντικής πληροφορίας και των κβαντικών μετρήσεων, δίνοντας τη δυνατότητα κατασκευής κβαντικών συσκευών δίχως απώλεια πληροφορίας ενώ συνεισφέρουν και στην κατανόηση της συμπεριφοράς των ημισωματιδίων που εμφανίζονται εντός τους.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Nature.

ΠΗΓΗ: ΕΦΗΜΕΡΙΔΑ ΝΑΥΤΕΜΠΟΡΙΚΗ - Πέμπτη, 17 Απριλίου 2014

Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να ανατρέξετε στην πολύ ενδιαφέρουσα Διπλωματική εργασία της κας ΠΟΛΥΞΕΝΗΣ ΓΟΥΣΙΑ με τίτλο: ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ: Μέθοδοι υλοποίησης κβαντικών πυλών -http://ikee.lib.auth.gr/record/114834/files/ptuxiaki.pdf

 

 


 

«Άλματα» από την ΙΒΜ προς την κατεύθυνση του κβαντικού υπολογιστή


ΕΦΗΜΕΡΙΔΑ ΝΑΥΤΕΜΠΟΡΙΚΗ - Πέμπτη, 30 Απριλίου 2015


Η επιλογή ενός τετράγωνου σχεδίου εν αντιθέσει με ένα γραμμικό/ ευθύ δείχνει η πλέον πολλά υποσχόμενη όσον αφορά στην αύξηση μεγέθους, μέσω της πρόσθεσης νέων qubits.

Δύο σημαντικά επιτεύγματα όσον αφορά στη δημιουργία ενός πραγματικού, πρακτικά λειτουργικού κβαντικού υπολογιστή αποκάλυψαν ερευνητές της ΙΒΜ.

Για πρώτη φορά επέδειξαν τη δυνατότητα εντοπισμού και μέτρησης και των δύο ειδών κβαντικών λαθών ταυτόχρονα, καθώς και ένα νέο σχέδιο τετράγωνου κυκλώματος κβαντικού bit, που αποτελεί τη μόνη φυσική αρχιτεκτονική η οποία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για μεγαλύτερες διστάσεις.

Ο κβαντικός υπολογιστής θεωρείται πως θα αποτελέσει μία από τις εφευρέσεις που θα φέρουν μια πραγματικά νέα εποχή καινοτομίας, καθώς αναμέται να ανοίξει νέους δρόμους οι οποίοι δεν είναι δυνατοί με τους σημερινούς υπολογιστές. Χαρακτηριστικά, ένας κβαντικός υπολογιστής με μόλις 50 κβαντικά bits (qubits) θα υπερείχε σε σχέση με κάποιον συνδυασμό υπολογιστών από το σημερινόTop 500.

Αναλυτικότερα, αυτό που πέτυχαν οι ερευνητές της ΙΒΜ ήταν για πρώτη φορά να επιδείξουν τη δυνατότητα εντοπισμού και μέτρησης των δύο ειδών κβαντικών λαθών (bit-flip, phase-flip), που θα λαμβάνουν χώρα σε κάθε πραγματικό κβαντικό υπολογιστή.

Μέχρι τώρα, ήταν δυνατό αυτό μόνο για το ένα είδος, αλλά ποτέ και τα δύο μαζί. Το κύκλωμα, βασιμένο σε ένα τετράγωνο πλέγμα τεσσάρων qubits σε ένα μικροσκοπικό τσιπ επιτρέπει τον εντοπισμό και των δύο ειδών ταυτόχρονα.

Η επιλογή ενός τετράγωνου σχεδίου εν αντιθέσει με ένα γραμμικό/ ευθύ δείχνει η πλέον πολλά υποσχόμενη όσον αφορά στην αύξηση μεγέθους, μέσω της πρόσθεσης νέων qubits.

Όπως υπογραμμίζει ο Αρβίντ Κρίσνα, διευθυντικό στέλεχος της ΙΒΜ Research, οι κβαντικοί υπολογιστές θα επιτρέψουν την επίλυση προβλημάτων που είναι αδύνατον ή μη πρακτικό να λυθούν σήμερα.

«Ενώ οι κβαντικοί υπολογιστές παραδοσιακά εξετάζονταν όσον αφορά στις δυνατότητές τους πάνω στην κρυπτογράφηση, ένας τομέας που θεωρούμε πολύ ελκυστικό είναι αυτός της χρήσης πρακτικών κβαντικών συστημάτων για την επίλυση προβλημάτων στη Φυσική και την κβαντική χημεία που δεν επιλύονται σήμερα» αναφέρει σχετικά.

Επίσης, σε έναν κόσμο όπου τα αποκαλούμενα «Big Data» και η διαχείρισή τους παίζουν όλο και σημαντικότερο ρόλο, κβαντικά συστήματα θα παρουσίαζαν εξαιρετικές επιδόσεις όσον αφορά στην εξέταση και αξιοποίηση τεραστίων βάσεων δεδομένων.

Υπενθυμίζεται ότι η διαφορά μεταξύ ενός συμβατικού υπολογιστή και ενός κβαντικού έγκειται στο ότι ο πρώτος «καταλαβαίνει» bits (που μπορούν να έχουν μία από δύο τιμές, 1 ή 0) ενώ ο κβαντικός λειτουργεί με qubits (μπορούν να έχουν 1, 0 ή και τα δύο ταυτόχρονα).


Κβαντική συσκευή που εντοπίζει και διορθώνει μόνη της τα λάθη της 09/03

Νέα βήματα προς την κατεύθυνση του κβαντικού υπολογιστή 15/10/2014

Συμπιέζοντας την κβαντική πληροφορία 27/09/2014

 

ΕΦΗΜΕΡΙΔΑ ΝΑΥΤΕΜΠΟΡΙΚΗ - Πέμπτη, 30 Απριλίου 2015



Πώς λειτουργεί ο σούπερ κβαντικός υπολογιστής DWave 2x. Η δοκιμή που έπρεπε να είναι τέλεια για να μην υπάρξει αστοχία στους υπολογισμούς


Του Γιάννη Μουρατίδη

Προς το τέλος του περασμένου Αυγούστου, όταν η Ελλάδα ψήνονταν από τον εκλογικό πυρετό, η D¬Wave προσπαθούσε να κρατήσει τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του κβαντικού της υπολογιστή στους ¬-272 βαθμούς Κελσίου.

Ακόμα και μια μικρή απόκλιση από αυτή τη θερμοκρασία θα είχε ως αποτέλεσμα την αστοχία των κβαντικών υπολογισμών του D¬Wave 2x, του μόνου γνωστού κβαντικού υπολογιστή σε παγκόσμιο επίπεδο, ο οποίος μπορεί να διαχειρίζεται περισσότερα από 1000 qubits.

Οι κόποι της εταιρείας έπιασαν τόπο, καθώς πριν από μερικές μέρες το φημισμένο Quantum Artificial Intelligence Lab, στο οποίο συνεργάζονται μεταξύ άλλων η Google και η NASA, επένδυσε στην αγορά ενός D¬Wave 2x.

Οι δοκιμές που έχουν γίνει μέχρι τώρα με κβαντικούς υπολογιστές, έχουν δείξει ότι στις περισσότερες εφαρμογές, οι επιδόσεις των κβαντικών υπολογιστών δεν διαφέρουν από αυτές των συστημάτων που βασίζονται στο δυαδικό σύστημα. Ωστόσο, μια μικρή μερίδα εφαρμογών και κυρίως αυτές που εμπεριέχουν αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης, επιταχύνονται σημαντικά με τη βοήθεια κβαντικών υπολογισμών.

Τα φώτα της δημοσιότητας άρχισαν να στρέφονται στους κβαντικούς υπολογιστές λίγο πριν το 2000, αλλά είναι λιγότερο από μια τριετία που έχουν αποκτήσει πρωταγωνιστικό ρόλο στην ειδησεογραφία, γεγονός στο οποίο βοήθησε αρκετά και ο κινηματογράφος.

Στην ταινία "Transcencdence", το ψηφιακό αντίγραφο του πρωταγωνιστή (Johnny Depp) δημιουργείται από μια ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης, το οποίο βασίζεται σε κβαντικούς επεξεργαστές.

ΠΗΓΗ: news247 - Οκτώβριος 01 2015

 

 


 

 

Πώς ακριβώς δουλεύουν οι κβαντικοί υπολογιστές;

Πολλές φορές σας έχουμε γράψει για το καινούριο θαύμα των κβαντικών υπολογιστών. Των υπολογιστών αυτών που θα μπορούν να πραγματοποιούν πολλαπλάσιους υπολογισμούς από τους συμβατικούς υπερυπολογιστές που γνωρίζουμε έως τώρα, άρα, κάνοντας δυνατές τις λύσεις πολλών άλυτων μαθηματικών, λογικών και φυσικών προβλημάτων. Δεν έχουμε ασχοληθεί, όμως, με ιδιαίτερη λεπτομέρεια, με το πώς δουλεύουν οι κβαντικοί υπολογιστές, θεωρητικά, έτσι δεν είναι; Πάμε λοιπόν.

Αρχίζοντας λοιπόν από την αρχή, όπως υποδεικνύει το όνομά τους, οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν τις αρχές της κβαντικής φυσικής. Αντίθετα με τα συμβατικά δυαδικά συστήματα που βασίζονται σε δεδομένα που κωδικοποιούνται σε bits (στην στοιχειώδη μονάδα πληροφορίας στην επιστήμη των υπολογιστών και μπορούν να έχουν την μορφή 0 και 1) οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν τα qubit.

Τα qubit, ή αλλιώς quantum bit, μπορεί να είναι το καθένα του τιμή 0 ή και 1 ή? και οτιδήποτε στο μεσοδιάστημα. Δύσκολο να το καταλάβει κανείς; Ας χρησιμοποιήσουμε ένα απίθανο παράδειγμα που διαβάσαμε στο Gizmodo:

Φανταστείτε ένα τραπέζι στρωμένο με νομίσματα. Σε ένα κλασσικό υπολογιστή, κάθε ένα από αυτά τα νομίσματα, θα δείχνει κορώνα ή γράμματα. Στον κβαντικό υπολογιστή, κάθε νόμισμα μπορεί να δείχνει 25% κορώνα και 75% γράμματα. Ή 19% γράμματα και 81% κορώνα. Κάθε νόμισμα δηλαδή, μπορεί να έχει την οποιαδήποτε θέσει ανάμεσα στην μία πλευρά και την άλλη. Και μόλις μετρηθεί η θέση του, να πάρει τελικά τη θέση εκείνη που θα του έχει δείξει η τοποθέτησή μας και η βαρύτητα στο τραπέζι.

Επειδή ακριβώς κάθε qubit μπορεί να εμπεριέχει ένα τόσο μεγάλο αριθμό από πιθανές αξίες πέρα από το 0 ή το 1, ένας ελάχιστον αριθμός από qubit μπορούν να φέρουν απίστευτες ποσότητες πληροφορίες. 100 qubit και μόνο, μπορούν να αποθηκεύσουν 1.267.650.600.288.229.401.496.703.205.375 διαφορετικούς αριθμούς. Ποσότητα που αποτελεί ένα τρισεκατομμύριο φορές την αποθηκευτική ικανότητα όλων των υπολογιστών που έχουν φτιαχτεί ποτέ.

Ακούγεται μαγικό ε; Ε, δεν είναι ακριβώς. Γιατί η τόσο μεγάλες δυνατότητες των κβαντικών υπολογιστών, έχουν δημιουργήσει τρία βασικά προβλήματα προς το παρόν:

Α. Δεν είναι σίγουρο ότι έχουν φτιαχτεί αξιόπιστοι κβαντικοί υπολογιστές γιατί κανείς δεν ξέρει ακριβώς πώς να τους φτιάξει ακόμα (κι ας έχουν γίνει τα πρώτα βήματα)

Β. Δεν γνωρίζει κάποιος ακόμα πώς να γράψει κώδικα γι αυτούς τους υπολογιστές

Γ. Η υπολογιστική τους δυνατότητα είναι τόσο μεγάλη, που δεν μπορεί κανείς να εξακριβώσει αν τα αποτελέσματα που θα δώσουν σε προβλήματα, είναι σωστά ή όχι.

http://anakalipto.blogspot.de/

Τελευταία Ενημέρωση στις Σάββατο, 17 Οκτώβριος 2015 13:03  

ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ

ΜΕΓΑΛΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

1919

Προκαλείται η πρώτη πυρηνική αντίδραση με βομβαρδισμό σωματιδίων.

Μαθητικο Συνεδριο Πληροφορικης

ΑΦΙΕΡΩΜΑ ΕΡΤ Συνεδρίο

This page require Adobe Flash 9.0 (or higher) plug in.

SPOT Τεχνικού Μουσείου

This page require Adobe Flash 9.0 (or higher) plug in.