211service.com
Pirmais kvantu dators ar kvantu centrālo procesoru un atsevišķu kvantu operatīvo atmiņu
1946. gadā Pensilvānijas Universitātē tika ieslēgts pasaulē pirmais vispārējas nozīmes elektroniskais dators. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) milzīgā apstrādes jauda pārsteidza pasauli vai vismaz dažus desmitus cilvēku, kuriem bija kāda ideja, kam tas ir paredzēts un kāpēc tas ir svarīgi.
Bet ENIAC bija svarīgs trūkums. To varēja ieprogrammēt, tikai atiestatot neskaitāmus slēdžus un ciparnīcas, kas var ilgt nedēļas. Un tas nopietni traucēja datora elastību.
Risinājumu nebija grūti atrast. to jau bija ieskicējuši Alans Tjūrings, Džons fon Neimans un citi: jābūt vienībai skaitļu kraukšķēšanai un atsevišķai elektroniskai atmiņai, kurā varētu glabāt instrukcijas un datus. Šis dizains nozīmēja, ka jebkuru pārprogrammēšanu var veikt salīdzinoši ātri, viegli un elektroniski.
Mūsdienās gandrīz visi mūsdienu datori izmanto šo dizainu, kas tagad pazīstams kā fon Neimaņa arhitektūra.
Izņēmums ir kvantu dators. Šīs ierīces izmanto dīvainās kvantu pasaules īpašības, lai paralēli veiktu milzīgu skaitu aprēķinu. Līdz ar to tiem ir potenciāls ievērojami pārspēt parastos skaitļu sasmalcinātājus.
Diemžēl fiziķiem ir tikai neskaidra un īslaicīga vara pār kvantu pasauli, un tas viņiem ir liedzis greznību izstrādāt fon Neimana tipa kvantu datoru.
Līdz šim brīdim. Šodien Matteo Mariantoni UC Santa Barbara un draugi atklāj pirmo kvantu datoru ar informācijas apstrādes bloku un atsevišķu brīvpiekļuves atmiņu.
Viņu iekārta ir supravadoša ierīce, kas ķēdē uzglabā kvantu bitus vai kubitus kā pretēji rotējošas strāvas (tas ļauj kubitam vienlaikus būt gan 0, gan 1). Ar šiem kubitiem manipulē, izmantojot supravadošus kvantu loģikas vārtus, pārsūta, izmantojot kvantu kopni, un uzglabā atsevišķos mikroviļņu rezonatoros.
Pieņemsim uzreiz, ka rezultāts nav īpaši jaudīgs dators. Mariantoni un citi demonstrē savu ierīci, demonstrējot dažus vienkāršus, bet neiepriecinošus algoritmus, taču tie tika rūpīgi izvēlēti kā pamatelementi iespaidīgākiem uzdevumiem, piemēram, kļūdu labošanai un lielu skaitļu faktorēšanai.
Ne tas, ka viņi patiešām būtu izdarījuši kādu no šīm lietām. Tomēr iespaidīgi ir tas, ka viņi drīz varētu, jo šī pieeja ir ļoti pielāgojama. Mūsu rezultāti sniedz optimismu lielāka mēroga kvantu procesora ieviešanai tuvākajā laikā, pamatojoties uz supravadošām shēmām, saka Mariantoni un citi.
Apmēram pēdējos 20 gadus kvantu skaitļošanā nav trūcis viltus dawns. Taču var gadīties, ka Saule uzlēks jaunā skaitļošanas laikmetā. Ja tā notiks, viss iepriekšējais kādreiz šķitīs tik primitīvs, kā mums šķiet ENIAC.
Atsauce: arxiv.org/abs/1109.3743 : Kvantu fon Neimaņa arhitektūras ieviešana ar supravadošām shēmām