» »

Proti čelu razvoja kvantnih računalnikov se prebija tudi fotonski pristop

Proti čelu razvoja kvantnih računalnikov se prebija tudi fotonski pristop

VentureBeat - Kanadsko podjetje Xanadu je v začetku meseca lansiralo svojo storitev za kvantno računalništvo v oblaku, ki izrablja drugačne naprave kot konkurenca: fotonske kvantne računalnike.

Večina najvidnejših igralcev na področju kvantnega računalništva, kot so IBM, Google in Rigetti, za fizično reprezentacijo kubitov uporablja transmone, oziroma neke sorte superprevodne zanke; to so anharmonični oscilatorji, sestavljeni iz Josephsonovega spoja in kondenzatorja. Njihova lastnost je, da so hitri in natančni, a pravilno delujejo le ohlajeni na dobro stotinko kelvina in so močno občutljivi na motnje, posebej pri sestavljanju v večje računske sklope, zaradi česar danes uporabljamo zgolj okoli 50-kubitne stroje. Vidnejši izjemi pri tem sta bili doslej D-Wave, ki s superprevodnimi zankami sicer gradi velike naprave, toda ne splošnih kvantnih računalnikov, in Honeywell, ki skuša prodreti z uporabo ujetih ionov. Toda ker je področje še vedno tako mlado, da niti osnovni fizični principi delovanja še niso resno dorečeni, je še vedno več kot dovolj prostora za nove izzivalce. Na primer kanadsko firmo Xanadu.

V mladem, pred štirimi leti ustanovljenem podjetju, namreč prisegajo na fotonski kvantni računalnik, v katerem kubite predstavljajo kvanti svetlobe. Osnovni način je v splošnem že eden starejših, saj je manipulacija fotonov z linearnimi optičnimi elementi za preproste izračune ali komunikacijo dobro poznana, razmeroma enostavna in izvedljiva pri "človeških" temperaturah. Resen problem pa smo doslej imeli pri sestavljanju večjih računskih struktur za bolj zapletene operacije, kjer je treba zagotoviti, da se večje količine fotonov (zaporedno) obnašajo natanko tako, kakor hočemo. Tu nastopi trik, ki so se ga poslužili Kanadčani: uporaba tako imenovane stisnjene svetlobe (squeezed light). Princip izrablja dejstvo, da lahko v skupini kvantnih delcev natančnost ene od lastnosti z raznimi prijemi žrtvujemo na račun druge in tako na primer dobimo gručo z bolje določenim položajem, na račun gibalne količine.

S takšnimi skupki fotonov je v bolj kompleksnih vezjih lažje rokovati, saj so predvidljivejši. V ta namen so morali v Xanaduju zasnovati samosvoj vir stisnjene svetlobe v polprevodniku, velikosti približno enega mikrona. Največja šibkost njihovega sistema je trenutno še na strani končnih detektorjev stanj, saj uporabljajo superprevodne števce, ki terjajo hlajenje na temperature pod enim kelvinom in tako še omejujejo uporabnost. Upajo pa, da bodo kmalu razvili naprave, ki ne bodo terjale tako naprednih hladilnikov. To je tudi osnova za njihove drzne napovedi, da naj bi bili sposobni število kubitov svojih računalnikov podvojevati na pol leta. V storitvi za računanje v oblaku, ki so jo lansirali v začetku septembra, lahko stranke dostopajo do 8- in 12-kubitnih sistemov, medtem ko naj bi bil 24-kubiten dosegljiv "v bližnji prihodnosti".

Uspeh te doktrine bi verjetno precej olajšal izgradnjo večjih omrežij za kvantno računalništvo, saj je fotonske naprave teoretično lažje vpeti v obstoječa optična omrežja kot tiste na drugih osnovah. Za nameček je ta hip videti, da imajo tudi nekaj prednosti pri odpornosti na motnje, ki so še vedno ena glavnih tegob pri ohranjanju koherence kubitov v superprevodnih zankah. Več raziskovalnih skupin je v zadnjem času dognalo, da bo potrebno kvantne računalnike dodobra izolirati pred kozmičnimi žarki, če hočemo uporabne koherenčne čase dvigniti do milisekunde ali čez, kar je potrebno za praktično rabo (trenutno smo pri okoli 100 mikrosekundah). To pomeni, da bomo bržkone takšne naprave zapirali v nekdanje rudnike, globoko pod površjem.

22 komentarjev

hr_natakar ::

Dobr clanek. A lahko se kdaj kaksen clanek na temo kvantne fizike? Morda podrocje kvantne fizike, kjer se govori o vplivu opazovalca na kvantno realnost. O tem kako se materija na sub atomskem nivoju lahko prilagaja opazovalcu.

antonija ::

Ce te zanima samo ozadje kvantne fizike, mislenost ljudi v tistem casu, brez podbrobnosti (teorij na katerih sloni/jih porusi, enacb in njihovih izplejav, itd.), potem ti priporocam knjizico Del in Celota od Wernerja Heisenberga (mozakarja, ki je (so)odkril princip nedolocjlivosti). Knjizica je poljudna in se en spusca prevec v akademske detajle.

Ce bi pa dejansko rad razumel kako deluje kvantna fizika (vkljucno z enacbami, njihovo izplejavo in pomenom), zakaj jo sploh rabimo in kaj tocno popravi v primerjavi s starejsimi teorijami (vkljucno z do takrat nerazlozenimi eksperimentalnimi pojavi in poskusi), potem se pa bojim da bos rabil malo vec kot en clanek.
Statistically 3 out of 4 involved usually enjoy gang-bang experience.

pegasus ::

Na področju optike velja omeniti še Optalysys in njihova analogna optična vezja. Vidim, da so sedaj že napredovali ...

hr_natakar ::

antonija je izjavil:

Ce te zanima samo ozadje kvantne fizike, mislenost ljudi v tistem casu, brez podbrobnosti (teorij na katerih sloni/jih porusi, enacb in njihovih izplejav, itd.), potem ti priporocam knjizico Del in Celota od Wernerja Heisenberga (mozakarja, ki je (so)odkril princip nedolocjlivosti). Knjizica je poljudna in se en spusca prevec v akademske detajle.

Ce bi pa dejansko rad razumel kako deluje kvantna fizika (vkljucno z enacbami, njihovo izplejavo in pomenom), zakaj jo sploh rabimo in kaj tocno popravi v primerjavi s starejsimi teorijami (vkljucno z do takrat nerazlozenimi eksperimentalnimi pojavi in poskusi), potem se pa bojim da bos rabil malo vec kot en clanek.


a lahko nekaj o tem, kako to deluje v praksi. Kvantna fizika in prilagajanje materije opazovalcu.

jest10 ::

antonija ::

Materija se prav nic ne prilagaja opazovalcu, obnasa se kot se obnasa.

Predlagam da zacnes s prej omenjeno knjizico, gre za res kratek tekst ki se ga da lepo brati, saj je napisana za rajo, ne za akademike. Ce bos potem se vedno imel voljo spoznati kaj vec, ti dam se kaksen predlog, ampak zadeve se hitro zakomplicirajo in zahtevajo poglobljeno pred-znanje iz klasicne fizike.
Statistically 3 out of 4 involved usually enjoy gang-bang experience.

hr_natakar ::

antonija je izjavil:

Materija se prav nic ne prilagaja opazovalcu, obnasa se kot se obnasa.


Priporocam, da si preberes..... ucinek opazovalca komplementarnost subjektivnega in objektivnega pogleda s kvantne perspektive
http://dk.fdv.uni-lj.si/magistrska/pdfs...

antonija ::

Kvantna mehanika ni podrocje ki bi ga razlagali na FDVju, ampak je zanj pri nas pristojna FMF. Predlagam da namesto FDVjevskih spisov ki vkljucujejo nomenklaturo kvantne mehanike raje prebres kaj o kvantni mehaniki.

Prej omenjena knjizica je super zacetek za nekoga ki nima dobre osnovne izobrazve iz naravoslovja, ampak vidim ti ideja o branju le-te ni najbolj vsec.

Se enkrat: snov se prav nic ne prilagaja. Odziva se na zunanje dejavnike tako kot vsaka druga stvar. Edina razlika je ta, da se kvantni delci (==zelo zelo zelo zelo majhni delci) ne obnasajo enako kot normalno veliki delci, in jih posledicno marsikdo jemlje kot nekaj posebnega, skoraj nadnaravnega, carobnega. Ljudje imajo zelo radi stvari ki so facsinantne in carobne. Ampak resnincost je (kot ponavadi) veliko bolj dolgocasna :(

Kar ti opisujes je dejstvo, da za to da "nekaj" vidimo, mora "nekaj" biti "osvetljeno". Kvantni delci so pa dovolj majhni, da se njihove lastnosti spremenijo, ce na jih posvetimo. Ko jih enkrat osvetlis, pa njihovo stanje ni vec isto kot je bilo prej.
Takrat zapades v domeno Schrodingerjeve mucke: dokler ne odpres pokrova od skatle, ne ves vec kaksno je muckino stanje (oz. stanje radioaktivnega elementa), zato moras privzeti da je muca hkrati mrtva in ziva (oz. radioaktivni element je hkrati razpadel in ni razpadel), t.j. mesanica obeh stanj. Sele ko pokukas v skatlo mucek prevzame eno od moznih stanj. Ampak samo zato ker si ti pospegal v skatlo, se mucek ni prav nic spremenil oz. prilagodil, in isto velja za radioaktivni element.
Statistically 3 out of 4 involved usually enjoy gang-bang experience.

hr_natakar ::

To ni snov. Kvantna fizika obravnava materijo tako, da pravi, da je na sub atomski ravni vse energija. Materija je le navidezna, ker je v bistvu to zgoscena svetloba. Le da obstajajo razlicne gostote materializirane svetlobe. Torej energijo na sub atomski ravni lahko spreminjas tudi z doloceno energijo, ki jo kot opazovalec lahko ustvarjas. Zato kvantna fizika pravi, da opazovalec lahko ima vpliv na sub atomski ravni.

antonija ::

hr_natakar je izjavil:

To ni snov. Kvantna fizika obravnava materijo tako, da pravi, da je na sub atomski ravni vse energija.
Ne.

hr_natakar je izjavil:

Materija je le navidezna, ker je v bistvu to zgoscena svetloba.
Ne.

hr_natakar je izjavil:

Le da obstajajo razlicne gostote materializirane svetlobe.
Ne.

hr_natakar je izjavil:

Torej energijo na sub atomski ravni lahko spreminjas tudi z doloceno energijo, ki jo kot opazovalec lahko ustvarjas. Zato kvantna fizika pravi, da opazovalec lahko ima vpliv na sub atomski ravni.
Ne.

Kot receno, zelo priporocljivo je da si preberes kaj o osnovah kvantne mehanike, ne samo "zakljucke", ki so jih ne-fiziki naredili za potrebe argumentiranja s kvantno fiziko nepovezanih opazanj in pojavov.
Statistically 3 out of 4 involved usually enjoy gang-bang experience.

hr_natakar ::

Antonija, zelo dobre argumente imas. Samo napises...ne....in mi s tem lepo argumentirano...zavijes cokolado v folijo. :)

Zimonem ::

Natakar samo zate in kolege na FDV.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:St...

antonija ::

Argumente si imel zgoraj, nazaj si pa napisal neko random bluzenje ki nima veze s kvantno mehaniko. Zelo tezko je nekoga uciti voziti bicikl, ce se ni sposoben/pripravljen nauciti kako deluje kolo (vrtenje).

Predvsem pa prosim ne pricakuj da bo cel svet letal za tabo in popravljal tvoje zmote, prej-ko-slej te bojo (bomo) pustili v tvoji lastni ignoranci. Zdaj se pa sam odloci ali si pripravljen sprejeti razlage in pomoc dokler ti je na voljo, ali bos vztrajal pri svojem "prav" neglede na to kaj trdi 99.9999999% znanosti in prakticno vsi poskusi/dokazi/argumenti. It's up to you.
Statistically 3 out of 4 involved usually enjoy gang-bang experience.

Zimonem ::

Mimo natakarjevih ekscesov, nazaj na temo. če slučajno bo kaj od kvantnega računalništva z fotoni bi se prej nagibal na preboje v nelinearni optiki kot pa tale zadeva.

hr_natakar ::

Zimonem je izjavil:

Natakar samo zate in kolege na FDV.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:St...

Wikipedija se mi ne zdi dovolj kredibilna, ker tam lahko pise vsak kar hoce. Wikipedia se mi zdi bolj kot novodobna biblija, na katero se marsikdo sklicuje in vanjo slepo verjame. Ampak pri tem ne vedo, da so nekatere stvari zamolcane, kot naprimer nauk o reinkarnaciji, ki je iz biblije bila izbrisana okrog leta 540 po kristusu.

antonija ::

hr_natakar je izjavil:

Wikipedija se mi ne zdi dovolj kredibilna, ker tam lahko pise vsak kar hoce. Wikipedia se mi zdi bolj kot novodobna biblija, na katero se marsikdo sklicuje in vanjo slepo verjame. Ampak pri tem ne vedo, da so nekatere stvari zamolcane, kot naprimer nauk o reinkarnaciji, ki je iz biblije bila izbrisana okrog leta 540 po kristusu.
Reincarnation @ Wikipedia

Popravi ce se ti zdi da kaj ni OK.

P.S.: Biblija ni ucbenik in/ali znanstveni text, je samo text iz starih casov, za katerega prevec ljudi verjame, da vsebuje nek visji pomen.
Statistically 3 out of 4 involved usually enjoy gang-bang experience.

hr_natakar ::

Seveda, Antonija, ti si bil verjetno tam leta 540 in sam videl na lastne oci in se o tem preprical. Zal ti moram povedat, da si to napisal iz svojega verovanja in ne vedenja. Jaz pravim, da je nasa znanost zelo cenzurirana. Za to imas ogromno pricevanj in dokazov. Ne potrebujes it nazaj v preteklost, da bi zvedel kako danes zavajajo.

Zgodovina sprememb…

  • predlagalo izbris: šanji ()

pegasus ::

In najbolj zaveden si ti sam, ker želiš verjeti, da te zavajajo drugi.

hr_natakar ::

pegasus je izjavil:

In najbolj zaveden si ti sam, ker želiš verjeti, da te zavajajo drugi.

Ti si dokazal svoje verjetje, recimo v uradno stalisce medijev in drugih. Ko brises teme tistih iz stroke, ki se ne strinjajo z uradno razlicico. Po tvojem si taksni ne zasluzijo svobode govora. Dvakrat si izbrisal temo zdravnikov, enkrat slovenskih in drugic nemskih zdravnikov, ki so opozorili, da nekaj ne stima.

Zgodovina sprememb…

pegasus ::

V vsakem trenutku marsikaj ne štima, trik je v tem, kako ta neštimanja prioritiziraš in katerih se lotiš najprej.

hr_natakar ::

pegasus je izjavil:

V vsakem trenutku marsikaj ne štima, trik je v tem, kako ta neštimanja prioritiziraš in katerih se lotiš najprej.

Zakaj brises mnenja drugih zdravnikov? bolj verjamem taksnim zdravnikom, ki si kljub kaznim za drugacno mnenje upajo povedat v javnosti. Ali pa bolj verjames politikom in kupljenim medijem?

Zimonem ::

hr_natakar je izjavil:

pegasus je izjavil:

V vsakem trenutku marsikaj ne štima, trik je v tem, kako ta neštimanja prioritiziraš in katerih se lotiš najprej.

Zakaj brises mnenja drugih zdravnikov? bolj verjamem taksnim zdravnikom, ki si kljub kaznim za drugacno mnenje upajo povedat v javnosti. Ali pa bolj verjames politikom in kupljenim medijem?

Javno povedat ni noben problem, argumentirati je. Znanost v osnovi dvomi v svoje izsledke. Ampak temeljijo na dokazih in teorijah in često se motijo. Ljudje izven tega pa izpostavijo eno anomalijo , katera je lahko povezana bolj z napačno senzoriko in iz tega sklepajo na nekaj povsem nedokazljivega. Zato se take stvari jemlje z odločno rezervo.


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Google tudi uradno naznanil kvantno premoč, pri IBMu ugovarjajo

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
194740 (1840) Markoff
»

Rigetti napovedal 128-kubitni čip in nov servis v oblaku

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
103213 (2034) 7982884e
»

IBM predstavil najzmogljivejši kvantni računalnik (strani: 1 2 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
5610399 (6795) 7982884e
»

Prvi elektronski kvantni procesor

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
135038 (3144) Thomas

Več podobnih tem