Квантовые компьютеры сымитирут столкновения частиц

Квантовые компьютеры сымитирут столкновения частиц

По словам теоретиков, в том числе из Национального института стандартов и технологий (NIST), в один прекрасный день физики смогут использовать квантовые компьютеры для изучения внутренней работы Вселенной, которая является запредельной даже самых мощных суперкомпьютеров, сообщает «PC-News.info».

Квантовые компьютеры требуют технологии, которая не может быть усовершенствована даже в течение многих десятилетий, но они весьма перспективны для решения сложных задач. Переключатели в их процессорах будут использовать квантовую механику — законы, которые регулируют взаимодействие субатомных частиц. Эти законы позволяют квантовым переключателям быть в нескольких состояниях одновременно, поэтому они будут иметь возможность рассмотреть все возможные пути решения проблемы сразу.

Это уникальный талант, находящийся далеко за пределами возможностей современных компьютеров, может позволить квантовым компьютерам решать некоторые в настоящее время трудно решаемые проблемы, такие как нарушение сложных кодов, а также более сложные проблемы.

«Мы имеем теоретическую модель квантового компьютера, и один из главных вопросов: какие физические процессы, происходящие в природе, модель не сможет представить эффективно?» — сказал Стивен Джордан, теоретик из отдела «NIST» в области прикладной и вычислительной математики. «Возможно ли такое, что столкновения частиц, могли стать ранней Вселенной после Большого Взрыва? Можем ли мы использовать квантовый компьютер, чтобы имитировать их и предсказать, чего нам стоит ожидать?»

Подобные вопросы включают отслеживание взаимодействий различных элементов — ситуация, которая становится слишком сложной для самых мощных современных компьютеров.

Команда разработала алгоритм (последовательность команд, которые могут выполняться неоднократно), который может работать на любой функционирующем квантовом компьютере, независимо от конкретной технологии, которые впоследствии будут использованы для его создания. Алгоритм может моделировать все возможные взаимодействия между двумя элементарными частицами сталкивающимися друг с другом — это то, что в настоящее время требует многолетних усилий и больших акселераторов для изучения.

Моделирование этих столкновений является очень трудной задачей для современных цифровых вычислительных машин, потому что квантовое состояние сталкивающихся частиц является очень сложным и, следовательно, трудно представляется с возможным числом бит. Однако, алгоритм кодирует информацию, описывающую квантовое состояние гораздо более эффективно с использованием массива квантовых переключателей, что делает вычисления гораздо более разумными.

Значительный объём работы по алгоритму был выполнен в Калифорнийском технологическом институте (California Institute of Technology). Соавторами являются постдок Кейт Ли, магистр естественных наук (теперь постдок в Питтсбургском университете — University of Pittsburgh) и профессора теоретической физики из Калифорнийского технологического института, Джон Прескилл и Ричард П. Фейнман.

Команда использовала принципы квантовой механики, чтобы доказать, что их алгоритм может суммировать эффекты взаимодействия сталкивающихся частиц достаточно хорошо, чтобы генерировать тип данных для ускорителя.

«В моделировании можно поднять сложность проблемы за счёт увеличения энергии частиц и столкновений, но трудность решения проблемы протекает не совсем быстро и проблема становится неуправляемой», — говорит Прескилл. «Квантовый компьютер мог бы обработать это реально».

Хотя данный алгоритм касается только одного конкретного типа столкновения, учёные предполагают, что их работа может быть использована для изучения всей теоретической основы, на которой лежит фундаментальная физика.

«Мы считаем, что эта работа может быть применена ко всей стандартной физической модели», — говорит Стивен Джордан. «Это позволит квантовым компьютерам служить своего рода аэродинамической трубой для того, чтобы проверить идеи, которые часто требуют особых ускорителей».

Источник: pc-news.info

Комментарии пользователей:
Написал: logiccell,
2012-12-27 в 17:19
0
Принципиально правильно. Никто не объяснил как это возможно реализовать
Физики рассматривают все от булыжника до компьютера как физические системы.
Существует связь между физическим существованием и информацитонным содержанием.Имеется возможность создать действующие в памяти компьютера вимртуальные частицы и сталкивая их вытаскивать информационное содержание, т.е смотреть что получается при столкновениях тех или иных частиц, а на основе получаемых данных проверять те или иные теории.Хотел показать как это выглядит, но ссылки не принимаются.
ответить ›


А Вы что думаете?

Вы можете оставлять комментарии анонимно, или войти на сайт через open ID и использовать любой из ваших существующих аккаунтов (Mail.ru, Вконтакте и т.д.).
Ваше имя:
Контрольное число:
Отправка..
Комментарий:
Похожие новости:
Ученые создали микросхему для квантовых компьютеров
Физики из Центра квантовой фотоники Бристольского университета (Великобритания) создали кремниевую микросхему, способную стать элементной базой для квантовых компьютеров. При этом они использовали традиционную технологию «кремний на изоляторе», что позволяет говорить о потенциальной дешевизне разработки. В отличие от кремниевых микросхем ..
2012-09-5 1543 0 Технология
0
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры, способные обрабатывать информацию и хранить ее в своем генетическом коде. Они реагируют на входящие из окружающей среды сигналы и выполняют определенные действия, например, вырабатывают белок определенного вида. По сути, новая сложная бактерия является примитивным ..
2013-03-8 1843 0 Технология
0
Аннигиляцию частиц впервые наблюдали на квантовом компьютере
Физики из Австрии и Германии впервые использовали квантовый компьютер для симуляции взаимодействий элементарных частиц методами решетчатой калибровочной теории. Работа ученых позволяет в режиме реального времени проследить за рождением и уничтожением (аннигиляцией) пары частица-античастица в физическом вакууме. Исследование ..
2016-06-23 1769 0 Технология
0
В ЦЕРНе создали ускоритель элементарных частиц для больниц
Инженеры ЦЕРНа решили приспособить технологию Большого адронного коллайдера (БАК) для практического использования в медицине. Они представили миниатюрный линейный ускоритель длиной 2 метра, пригодный для применения в медицинской визуализации и рентгенографии. О новинке сообщается в пресс-релизе ЦЕРНа. Прибор для больниц построен по модели ..
2015-07-31 4091 0 Технология
0
В Японии научились создавать нервные клетки из кожи
В Японии специалистами создана универсальная методика получения нервных клеток из кожи. Данная разработка сможет помочь, по утверждению исследователей, в будущем лечить людей с повреждениями тканей ЦНС, которые возникают в результате поражений мозга, как головного, так и спинного. О прогрессе ученых ..
2015-05-04 1779 0 Технология
0
В Японии построят самый большой в мире коллайдер
Сегодня, 16 декабря, японские СМИ сообщили о том, что в Стране Восходящего Солнца планируется построить самый большой в мире ускоритель заряженных элементарных частиц - коллайдер, - передает ИТАР-ТАСС. Стоимость проекта оценивается в 10 млрд долларов. Как ожидается, строительство нового коллайдера будет завершено ..
2011-12-17 2510 0 Технология
1
Физики предложили в 150 раз сократить длину ускорителя частиц
Американские физики продемонстрировали новую технику управления потоками частиц в будущих ускорителях, позволяющую в 150 раз сократить длину тоннеля установки. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте SLAC (Stanford Linear ..
2014-11-08 1451 0 Технология
0
МКС решили оснастить лазерной пушкой для уничтожения космического мусора
Международная космическая станция (МКС) может получить лазерную пушку для уничтожения космического мусора. В конечном итоге это могло бы послужить основой для разработки эффективной стратегии защиты околоземной орбиты от антропогенных загрязнений, сообщает Discovery News. Для обнаружения космического мусора ..
2015-05-20 1317 0 Технология
0
Физики создали лазерную катапульту
Британские физики создали устройство, которое позволяет захватывать произвольные заряженные и нейтральные молекулы и атомы и разгонять их до крайне высоких скоростей, что позволяет использовать такие ускорители для изучения свойств антиматерии и других «хрупких» частиц, говорится в статье, опубликованной в журнале ..
2012-05-3 1439 0 Технология
0
Ускоритель частиц испытали как аннигилятор радиоактивных отходов
Европейская исследовательская команда сделала на этой неделе важный шаг на пути к разработке технологий утилизации высокорадиоактивных и долгоживущих ядерных отходов с применением необычной комбинации ядерного реактора и ускорителя частиц. Вчера команда сообщила об успешном испытании исследовательского реактора Гиневра ..
2012-01-23 2056 0 Технология
0
Голландские изобретатели создали «гигантский уличный пылесос»
В Голландии создали установку для очистки уличного воздуха от содержащихся в нем мелких токсичных частиц. Этот гигантский «пылесос» способен втягивать и пропускать через фильтр загрязненный воздух в радиусе до 300 метров. Об этом сообщает The Guardian.Качество окружающего воздуха оказывает важное воздействие ..
2016-10-27 13654 0 Технология
0
Квантовую телепортацию впервые использовали в фотонном микрочипе
Физикам из Японии и Великобритании впервые удалось реализовать схему квантовой телепортации в устройстве фотонного чипа. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Photonics, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Бристольского университета. Традиционно квантовая телепортация для своего ..
2015-04-06 1752 0 Технология
0
Немецкие ученые создали нано-ухо, которое слышит микробов
В журнале Physical Review Letters появилась публикация, рассказывающая об исследованиях немецких ученых, разработавших улавливатель звука, который в шесть раз чувствительнее человеческого уха. Сверхчувствительное ухо было создано из нано-частиц золота при помощи оптического пинцета. Последний представляет собой лазерный луч, ..
2012-02-25 1894 1 Технология
0
Ученые смоделировали самый сложный квазикристалл
Американские инженеры смоделировали самую сложную кристаллическую структуру. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Materials, а кратко с ней можно ознакомиться на сайте Мичиганского университета. Наблюдать трехмерную структуру икосаэдрического квазикристалла ученым удалось при помощи компьютерной симуляции ..
2014-12-26 8777 0 Технология
0
Физики создали квантовый симулятор с сотнями кубитов
Физики из Национального института стандартов и технологий (NIST) создали квантовый симулятор, который может спроектировать взаимодействия между сотнями квантовых битов (кубитов) — в 10 раз больше по сравнению с предыдущими устройствами, сообщает «WordScience.org».Как было описано 26-го апреля 2012-го ..
2012-04-27 2259 0 Технология
0