Suunnittele Tulevaisuuden Tietokone, Yksi Atomi Kerrallaan

{h1}

Tietokoneet, jotka perustuvat kvanttimaailman ärsyttävään fysiikkaan.

Kvanttimaailman ärsyttävän fysiikan pohjalta saatujen tietokoneiden avulla tutkijat haluavat nyt simuloida todellisuutta molekyylivaiheessa paremmin kuin koskaan ennen.

Tutkijat haluavat simuloida molekyylejä tietokoneissa paremmin ymmärtämään ja parantamaan, miten he voivat reagoida - esimerkiksi miten lääke voi käyttäytyä ihmiskehossa. Mutta pyrkimykset simuloida monimutkaisia ​​molekyylejä nykyaikaisilla supertietokoneilla ovat vähäiset, koska niiden atomien lukumäärän kasvattaminen, joita he joutuvat analysoimaan, johtaa eksponentiaaliseen piikkiin laskenta-ajassa.

"Jos simuloidaan jotain suurempaa kuin neljä tai viisi atomia - esimerkiksi kemiallinen reaktio tai jopa kohtalaisen monimutkainen molekyyli - siitä tulee vaikea ongelma hyvin nopeasti", kertoo tutkija James Whitfield, Harvardin yliopiston kvantti-informaatioteknikko. Parhaimmillaan hän selitti, että säännölliset tietokoneet saavat vain karkea lähestymistapa näiden järjestelmien toimintaan.

Quantum-tietokoneet

Siksi tutkijat ovat nyt siirtymässä kvanttikoneisiin, jotka ovat riippuvaisia ​​atomien epätavallisista ominaisuuksista ja maailmankaikkeuden muista rakennusosista. Maailmasta tulee sumea, surrealistinen paikka sen pienimmillä tasoilla - asiat voi ilmeisesti esiintyä kahdessa paikassa kerralla tai pyöriä vastakkaisiin suuntiin samanaikaisesti.

Vaikka tavalliset tietokoneet edustavat tietoja sellaisina kuin ne ja nollat ​​- binaariset numerot, joita kutsutaan biteiksi, joita he ilmaisevat pienillä kytkentätyyppisillä transistoreilla joko päälle tai pois - kvanttimittarit käyttävät kvanttibitit tai qubits (pronouced "cue-bits")jotka ovat sekä päälle että samanaikaisesti. Näin he voivat suorittaa kaksi lasketta samanaikaisesti. Teoriassa kvanttiset tietokoneet voivat osoittautua uskomattoman nopeammin kuin säännölliset laskimet tietyille ongelmille, koska ne voivat kulkea kaikkien mahdollisten yhdistelmien välillä.

Hiukkaset ja molekyylit, joita tutkijat haluavat tutkia, ovat kvanttisia esineitä.

"Jos se on laskennallisesti liian monimutkaista kvanttijärjestelmän simuloimiseksi klassisen tietokoneen avulla, miksi ei simuloi kvanttijärjestelmiä toisen kvanttijärjestelmän kanssa?" sanoi tutkija Alán Aspuru-Guzik, Harvardin kvantti-informaatioteknikko.

Laskettu valolla

Kvanttimittari, jonka tutkijat suorittivat molekyylimodulaatiot, perustuivat fotoneihin tai valopaketteihin, koska ne olivat sen tähteitä. Vaikka Aspuru-Guzik, Whitfield ja heidän työtoverinsa toimittivat ohjelmiston ja suorittivat tärkeimmät laskelmat, heidän yhteistyökumppanimme Australiassa koottivat laitteiston ja suorittivat kokeilut.

Käyttämällä tätä kahden qubit-tietokonetta he simuloi pienimpiä molekyylijärjestelmää, vetymolekyyliä ja laski sen energian sen suhteen, miten se voisi reagoida muiden molekyylien kanssa. He suorittivat simulointiprosessinsa 20 kertaa peräkkäin, jolloin jokainen sykli erosi viimeisimmistä tiedoista saadakseen erittäin tarkkoja arvoja. "Se on riittävän tarkka simuloida kokeita", Aspuru-Guzik kertoi TechNewsDaily.

Suuri haaste, joka on edessä, on luoda kvanttimittareita, jotka tarvitsevat enemmän molekyylejä simuloimaan. Vaikka 2000-qubit-tietokone olisi karkeasti kyettävä simuloimaan kolesterolia sitoutumalla proteiiniin, useimmat qubitit, joita kenenkään ei ole pystynyt tekemään kvanttikoneella, on toistaiseksi karkeasti kymmeniä, Aspuru-Guzik sanoi.

"Teemme nyt töitä tekemään suurempia kokeiluja jatkamaan menestystämme suuremmilla ja suuremmilla järjestelmillä", hän sanoi.

Tutkimus oli yksityiskohtainen verkossa julkaisun viimeisimmässä numerossa Luonnontieteiden kemia.

  • 10 syvällistä innovaatiota eteenpäin
  • Aivot eivät pidä tietokannoista, tutkimustulokset
  • Kuinka kvanttinen fysiikka voisi tuoda tulevaisuuden


Video Täydentää: Endgame Blueprint for Global Enslavement (suomenkielinen tekstitys).




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com