|
 D-Wave Orion: первоначальный коммерческий квантовый компьютер?
Квантовая механика описывает взаимодействие в натуре на фундаментальном уровне. Использование этих принципов для построения квантового компьютера означает не исключительно переход на наноуровень; всё следует охлаждаться довольно дюже, дабы квантовые эффекты изъявили себя. собственно посему D-Wave студит систему Orion до температуры в 250 один мерзлее, чем межзвёздное пространство (вернее, чем спектр энергий крупиц реликтового излучения - он эдакий же, что излучение тела с эдакий температурой).
В прошедшем году шатия-братия справила 16-кубитовый квантовый компьютер, кой основатель и генеральный технический директор Джорджи Роуз (Geordie Rose) нарек самым мощным квантовым компьютером, когда либо возвещенным, и первым, кой может запускать коммерчески-значимые приложения. В этом году компьютер стал 28-кубитовым, он умеет распознавать фотографии именитых достопримечательностей - и, мыслимо, вскоре вы столкнётесь с работой этого компьютера в Интернете.
Всё это намного превосходит большинство иных разработок квантовых компьютеров, причём D-Wave смогла создать компьютер, используя технологии производства полупроводников и имеющиеся полупроводниковые заводы, не прибегая к помощи оптических схем, квантовых точек, сдерживания лазера или иных экзотических технологий производства. D-Wave ломит и над другой половиной проблемы, а собственно над инструментами программирования для создания приложений, способных получить преимущество от возможностей, какие обещаются дать квантовые вычисления.
Роуз определяет квантовый компьютер что "машину, какая объясняется на слоге природы на самом фундаментальном уровне, дабы получить, в кое-каких случаях, впечатляющий экстремальный прирост производительности по сравнению с обыкновенными компьютерами. Компьютеры ограничиваются законами классической физики; вы можете сооружать с информацией не вяще того, чем позволяют законы физики, если вы ишачите на классическом уровне. На уровне же квантового компьютера обработка информации выполняется на устройствах, какие подчиняются законам квантовой механики. Эти устройства могут быть чертовски минимальными и чертовски морозными, при их производстве могут применяться экзотические материалы."
Экзотический материал в квантовом чипе D-Wave - это ниобий; охладите его до довольно низенькой температуры, и он станет сверхпроводником. Когда обыкновенный металл провождет электрический ток, электроны, носители электрического заряда, сталкиваются с неидеальной структурой металла, в плоде чего показывает сопротивление. Когда вы остужаете сверхпроводящий металл подобно ниобию, электроны металла формируют куперовские четы, где движение одного электрона отвечает равновеликому, однако полярному движению спаренного электрона, что предотвращает электроны от столкновений с неидеальной структурой и появления сопротивления, то снедать электроны могут пусто течь, без надобности в лишнем токе. (Можно проговорить точнее: после общества в пару импульсы у электронов век сурово равновелики по величине, посему измениться они могут исключительно синхронно и равно, а столько синхронно рассеяться на неоднородностях кристаллической решётки невозможно, посему они продолжают подвигаться столько же, сопротивления нет). Когда куперовские четы входят в переходы Джозефсона на чипе (состоящие из двух сегментов сверхпроводящего ниобия, связанных некрепким изолирующим барьером), их можно представить что электроноподобные квазичастицы, какие могут туннельно пролегать сквозь изолятор в переходе, эффективно коротая сквозь него ток.
Ниобий размещен в облике колец, сквозь какие ток может течь по часовой стрелке, против неё или смешанно, в обоих течениях - отвечая, по словам Роуза, "0", "1" или в суперпозиции двух значений в квантовом бите информации (кубите), на коих базируются квантовые вычисления. "Чип рисует собой последовательность металлических дорожек на кремниевой подложке; подложка тут та же самая, какая используется для любого полупроводникового процесса, однако сверху размещены ряды металла, разделённые изолятором. Перед нами всецело металлическое магнитное конструкция, где вся информация хранится в облике течений течения тока по металлическим петлям и переходам."
течение тока преобразуется в смысл кубита, в подчиненности от того, снедать ли у кубита смещение в палестину одного течения (0 или 1), перемещаются ли соседние кубиты в том же или противолежащем течении, а также от энергетического барьера между различными состояниями кубита. Нынешний чип Leda оснащён 28 кольцами, что даёт 28 кубитов, однако они не связаны всякий товарищ с приятелем, исключительно с кое-каким числом "соседей". Куперовская чета в ниобии - это, дословно объясняясь, бозоны, посему все они бытуют в одном квантовом состоянии, пояснил Роуз, что даёт всему сверхпроводнику квантовые свойства даже без соединения всякого кубита. Снижение числа межсоединений упрощает производство; в плоде D-Wave смогла преступить от 2 кубитов в 2002 году до 16 в 2007 и до 28 нынче - а в вытекающем году, если всё пойдёт неплохо, ожидаются 512 и 1024 кубита.
|
