Eerste Herprogrammeerbare Quantum Computer Gecreëerd

{h1}

Wetenschappers hebben de eerste programmeerbare en herprogrammeerbare kwantumcomputer gemaakt, volgens een nieuwe studie.

Wetenschappers hebben de eerste programmeerbare en herprogrammeerbare kwantumcomputer gemaakt, volgens een nieuwe studie.

De technologie zou een langverwacht tijdperk van quantumcomputing kunnen inluiden, waarvan onderzoekers zeggen dat ze wetenschappers kunnen helpen complexe simulaties uit te voeren en snelle oplossingen voor lastige berekeningen te maken.

Eerder onderzoek suggereerde dat kwantumcomputers gelijktijdig meer berekeningen in één keer kunnen uitvoeren dan dat er atomen in het universum zijn. Voorgaand werk ontdekte ook dat dergelijke mogelijkheden kwantumcomputers in staat zouden stellen om bepaalde problemen veel sneller op te lossen dan conventionele computers, bijvoorbeeld door de codering te onderbreken die normale computers langer dan de levensduur van de zon zou laten kraken. [Top 10 revolutionaire computers]

Het functioneren van kwantumcomputers is afhankelijk van het bizarre, surrealistische karakter van de kwantumfysica. Het veld suggereert dat atomen en andere fundamentele bouwstenen van het universum daadwerkelijk bestaan ​​in fluxstaten die bekend staan ​​als 'superposities'. Dit betekent dat atomen bijvoorbeeld tegelijkertijd in twee tegengestelde richtingen kunnen draaien.

Dat soort superpositie maakt quantum computing fundamenteel anders dan traditionele computers. Klassieke computers vertegenwoordigen gegevens als 1 en 0's, binaire cijfers die bekend staan ​​als "bits" en worden gesymboliseerd door schakelaarachtige transistors aan of uit te schakelen. Kwantumcomputers gebruiken daarentegen quantumbits, of 'qubits', die zich in superposities bevinden, wat betekent dat ze tegelijkertijd aan en uit zijn. Hierdoor kan een qubit in wezen twee berekeningen simultaan uitvoeren.

De nieuwe kwantumcomputer bestaat uit slechts vijf bits kwantuminformatie (qubits).

De nieuwe kwantumcomputer bestaat uit slechts vijf bits kwantuminformatie (qubits).

Krediet: Shantanu Debnath en Emily Edwards

Veel onderzoeksgroepen hebben eerder kleine, maar functionele kwantumcomputers gemaakt. Deze apparaten zijn echter meestal gespecialiseerd om slechts één algoritme of een stapsgewijze reeks bewerkingen uit te voeren.

"Tot nu toe was er nog geen quantum-computerplatform dat de mogelijkheid had om nieuwe algoritmen in hun systeem te programmeren. Ze zijn meestal allemaal aangepast om een ​​bepaald algoritme aan te vallen", zegt hoofdauteur Shantanu Debnath, een kwantumfysicus en optische ingenieur aan de Universiteit van Maryland, College Park.

Nu hebben Debnath en zijn collega's de eerste volledig programmeerbare en herprogrammeerbare kwantumcomputer ontwikkeld. Het nieuwe apparaat bestaat uit vijf qubits. Elke qubit is een ion, of elektrisch geladen deeltje, gevangen in een magnetisch veld.

De wetenschappers kunnen lasers gebruiken om deze ionen te manipuleren - vijf ytterbium-atomen - die hen precieze hoeveelheden energie toedienen en hun interacties met elkaar beïnvloeden. Op deze manier kunnen de onderzoekers de quantumcomputer programmeren en herprogrammeren met een verscheidenheid aan algoritmen.

De onderzoekers testten hun apparaat op drie algoritmen die quantumcomputers, zoals eerder getoond werk, snel konden uitvoeren. Eén, het zogenaamde Deutsch-Jozsa-algoritme, wordt meestal alleen gebruikt voor het testen van kwantumberekeningsmogelijkheden. Een ander, het Bernstein-Vazirani-algoritme, kan ook worden gebruikt om te zoeken naar fouten in quantum computing. Het laatste, het quantum Fourier-transformatiealgoritme, is een element in quantum-computing codering-brekende applicaties.

De algoritmen Deutsch-Jozsa en Bernstein-Vazirani hebben met succes respectievelijk 95 en 90 procent van de tijd gedraaid. Het quantum Fourier-transformatie-algoritme, waarvan de onderzoekers zeiden dat het een van de meest ingewikkelde kwantumberekeningen is, had een slagingspercentage van 70 procent, zeiden ze.

In de toekomst zullen de onderzoekers meer algoritmen op hun apparaat testen, zei Debnath. "We willen dat dit systeem als testbed dient voor het onderzoeken van de uitdagingen van multiqubit-bewerkingen en manieren vinden om ze beter te maken", vertelde Debnath aan WordsSideKick.com.

De wetenschappers detailleerden hun bevindingen in het 4 augustus nummer van het tijdschrift Nature.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com