FMOFSP portāls

Izvēlne

Meklēšana

Aptauja

Rudens?
Pārāk auksts
Pārāk karsts
Pārāk slapjš
Pārāk sauss
Oranžs būtu labāk

Rezultāti

Foto

2005. gada 25. jūnijā 20:44 

Mehāniskie kvantu datori (5)

Pirmie datori, kas parādījās aptuveni pirms pusotra gadsimta, bija mehāniski, jo tolaik elektrība vēl netika izmantota. Čārlza Bebidža izgudrotā diferenču mašīna spēja jau veikt logaritmiskus un trigonometriskus aprēķinus. Nu ir parādījusies iespējamība, ka arī pirmie kvantu datori varētu būt mehāniski, kuru kustīgās daļas būtu nanometriska izmēra stienīšu rindas.

Kvantu fizikas likumi paredz, ka molekulu izmēra vai mazākas daļiņas var vienlaicīgi atrasties vairākās vietās vai stāvokļos. Bet, veicot daļiņas novērojumu, tiek izjaukta šī daļiņas "superpozīcija", iegūstot tikai vienu iznākumu. Teorētiski, tā kā kubiti var vienlaicīgi atrasties gan stāvoklī 1, gan stāvoklī 0, kvantu dators ar 300 kubitiem vienā mirklī spētu paveikt vairāk aprēķinus kā atomu skaits visumā.

No pašlaik eksistējošām kubitu radīšanas metodēm zināmākās ir atomu sagūstīšana ar lāzeriem un manipulācija ar kodolu spin’iem pusvadītāju kristālos. Šie paņēmieni ir ļoti jūtīgi, tāpēc pat maza ārēja iejaukšanās spēj priekšlaicīgi pārraut kubitu superpozīciju. Līdz šim pētniekiem ir izdevies izveidot tikai dažus kubitus vienkāršu loģikas operāciju veikšanai.


Krietni atšķirīga alternatīva būtu mehāniski kubiti. "Iedomājieties pāris centimetru garumā izstieptu mērlenti!" skaidro Mičiganas Universitātes fiziķis Franko Nori. "Tad mēģiniet to gareniski saspiest! Tā var saliekties gan uz kreiso, gan uz labo pusi." Ja mēs to uzlūkojam nanometriskā līmenī, mērlente pieņem "superpozīciju", attiecīgi spējot liekties uz abām pusēm. Savā pētījumā Nori kopā ar kolēģiem ierosina kā mehāniskus kvantu bitus lietot vai nu oglekļa nanocaurulītes, vai silikona stienīšus.


Mehāniskais kvantu dators sastāvētu no 10 līdz 30 nanometru gariem molekulāriem stienīšiem, kuri ik pa 10 nanometriem būtu izvietoti rindās. Katrs no stienīšiem būtu uzlādēts, tādējādi elektriskais lauks sasaistītu viņu uzvedību, ļaujot kubitiem darboties saskaņoti. Stienīši tiktu saspiesti vai nu mehāniski, vai elektriski, bet stienīša stāvokļa noteikšanu - lasījuma izdarīšanu no kvantu datora - varētu veikt vai nu optiski, vai arī elektriski.


Ir pāragri spriest, vai mehāniskie kubiti spēs patiesi konkurēt ar citiem kubitu realizēšanas paņēmieniem, kā, piemēram, supravadītāju kontūriem. "Supravadošās iekārtas ir darbojušās jau 40 gadus, un tamdēļ par šīm sistēmām daudz kas ir zināms un daudz problēmu ir atrisināts," norādīja Kalifornijas Universitātes fiziķis Endrjū Klelands. Bet no otras puses, viņš piebilda, ka mehānisko sistēmu potenciāla priekšrocība ir tā, ka mehāniskie kubiti varētu zaudēt enerģiju būtiski lēnāk un palikt superpozīcijā ilgāk, ļaujot ar tiem veikt daudz sarežģītākus aprēķinus.


Nori un viņa līdzstrādnieki plāno šajā gadā pabeigt sagatavošanās eksperimentus. Eksperimentos nanocaurulītes tiek turētas vakuumā pie temperatūrām, kas tuvas absolūtajai nullei, ar mērķi izvairīties no temperatūras radītajām svārstībām un gāzes molekulu traucējumiem. Ja nanocaurulītes tiks novērotas superpozīcijā kā cerēts, tad viena līdz trīs gadu laikā varētu izveidot mehāniskos kvantu bitus.


Šobrīd realizēto kvantu skaita ziņā nepārspēts ir šis IBM kvantu dators.

Autors: Ansis Rosmanis  Apskatīt komentārus »

Atslēgvārdi: Kvantu datori
Ieteikt draugiemTweet this!

Balsis: 0, vidējais vērtējums: 0

Vārds: E-pasts vai web-lapa:

 

« Septembris, 2019 »

POTCPSSv
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30123456
7 

Forums

Komentāri

Fizmatu blogi

VR Pasākumiem – virtuālās real..
Lai nebūtu pārpratumu, uzreiz saku, ka šis ierakst.. (09.06)
Spēks un Jauda 2017 un ūdrs. F..
Superjaukās piedzīvojumu sacensības jau 6. reizi. .. (09.04)
Par 30 dienu rakstīšanu un nos..
Es vēl esmu dzīvs! Tas, ka no manis kādu laiku ir .. (30.03)
#6 – Domājot par krūšgaliem (A..
Cienījamās Dāmas! Ceru, ka jums ar šo jautājumu vi.. (26.03)
Amatiera padomi garo distanču ..
Ja tu spēj pusi dienas pavasara talkā vākt gružus .. (25.03)

Iz arhīva