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 1685 0 Технология
0
Установлен новый рекорд квантовых вычислений
Ученые из Австралии и Японии, используя новую физическую реализацию кубита, установили новый рекорд квантовых вычислений. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Nanotechnology. Специалисты создали особую физическую реализацию кубита — квантового обобщения классического бита. ..
2014-10-15 1873 0 Технология
0
Квантовые наночастицы применили как оружие против супербактерий
Ученые доказали эффективность наночастиц — квантовых точек — в борьбе против болезнетворных микробов, устойчивых к антибиотикам. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Materials.Предыдущие исследования показали, что наночастицы из серебра или золота могут быть эффективными в борьбе против антибиотик-резистентных инфекций, однако ..
2016-01-20 1652 0 Технология
0
Учёные реализовали электронное считывание ядерного спина
Квантовые компьютеры обещают достичь вычислений, скорость которых выйдет далеко за пределы современных компьютеров. Они будут использовать квантовые эффекты, но также будут восприимчивы к внешним помехам. Информационный поток, как в систему, так и из неё, будет являться критической точкой, сообщает ..
2012-08-17 1297 0 Технология
0
Метаматериалы и квантовые точки приносят новые технологии
Исследователи успешно продвигаются к созданию новых оптических технологий, использующих «наноструктурированные метаматериалы», способные к ультра-эффективной передачи света. Они могут быть применены в передовых солнечных элементах и квантовых вычислениях, сообщает «PC-News.info». Метаматериал состоит из слоёв серебра, оксида титана и крошечных ..
2012-05-28 2292 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 1886 0 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 8908 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 1452 0 Технология
0
Физики запутали рекордное количество атомов
Физикам из Стэнфордского университета удалось создать самую большую квантовую систему, состоящую из запутанных атомов. Все частицы в ней, число которых достигает полмиллиона, могут мгновенно взаимодействовать друг с другом, каким бы большим не было расстояние между ними. Статья ..
2017-04-19 8216 0 Технология
0
Квантовые точки стали основой защищенной связи
Немецкие физики собрали квантовый канал связи, передающий сообщения при помощи одиночных фотонов. Работа опубликована в журнале New Journal of Physics краткое содержание статьи приводит BBC News. Квантовыми точками называют микроскопические частицы проводников (обычно - благородных металлов), которые из-за своих размеров ..
2012-08-6 1766 0 Технология
0
Новые прогнозы рыночного потенциала квантовых точек
Компания «MarketsandMarkets» предоставила новый доклад по исследованию под названием «Рынок квантовых точек (КТ) — Глобальный прогноз и анализ (2012 — 2022). В данном докладе исследователи прогнозируют, что рынок квантовых точек в период с 2012-го по 2022-ой года вырастит ..
2012-05-23 2137 0 Технология
0
Ученые используют квантовый скачок в системах связи
Ученые утверждают, что разгадали загадку создания сверхбыстрой беспроводной системы связи.Согласно последнему заявлению китайские исследователи смогли телепортировать кубит (стандартная единица данных в квантовых компьютерах) на 97 километров через озеро Цинхай ис-пользуя небольшой набор фотонов без помощи ..
2012-08-15 1884 0 Технология
0
Квантовая механика стала видна невооруженным глазом
Команда из Кембриджа создала полупроводниковый чип, который переводит электроны в квантовое состояние, излучающее свет, и достаточно велик, чтобы увидеть все невооруженным глазом. При наведении лазерных лучей на это устройство, образуется квантовая сверхтекучая жидкость, что позволит перевести это исследование в практическую ..
2012-01-15 2004 0 Технология
0
Квантовые компьютеры научили вычислять пи-функцию
Испанские ученые Хосе Латорре и Герман Сьерра из университетов Барселоны и Мадрида предложили эффективный квантовый алгоритм вычисления пи-функции. Препринт статьи исследователей доступен на сайте arXiv.org, сама статья пока не подана в рецензируемый журнал. Пи-функция π (k) равна количеству ..
2013-03-27 1588 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 2422 0 Технология
0