webmar.ru www.webmar.ru
Элемент квантового компьютера

Элемент квантового компьютера

Уже сейчас существует множество систем, в работе которых квантовые эффекты играют существенную роль. Одним из наиболее известных примеров может служить лазер: поле его излучения порождается квантово — механическими событиями — спонтанным и индуцированным излучением света. Другим важным примером таких систем являются современные микросхемы — непрерывное ужесточение проектных норм приводит к тому, что квантовые эффекты начинают играть в их поведении существенную роль.

В диодах Ганна возникают осцилляции электронных токов, в полупроводниках образуются слоистые структуры:
электроны или дырки в различных запертых состояниях могут хранить информацию, а один или несколько электронов могут быть заперты в так называемых квантовых ямах.
Сейчас ведутся разработки нового класса квантовых устройств — квантовых компьютеров. Идея квантового компьютера возникла так.
Все началось в 1982 году, когда Фейнман написал очень интересную статью, в которой рассмотрел два вопроса. Он подошел к процессу вычисления как физик: есть чисто логические ограничения на то, что можно вычислить (можно придумать задачу, для которой вообще нет алгоритма, можно придумать задачу, для которой
любой алгоритм будет долго работать). А есть ли ограничения физические? Вот есть закон сохранения энергии — вечный двигатель невозможен; а есть ли какое-нибудь физическое ограничение на функционирование компьютера, которое накладывает некие запреты на реализуемость алгоритмов? И Фейнман показал, что термодинамических ограничений, типа второго начала термодинамики, нет. Если мы будем уменьшать потери энергии, шумы, то мы можем сделать сколь угодно длинные вычисления со сколь угодно малыми затратами энергии. Это означает, что
вычисления можно сделать обратимым образом — потому что в необратимых процессах энтропия возрастает. Собственно, Фейнмана это и заинтересовало: ведь реальное вычисление на реальном компьютере необратимо. И полученный им результат состоит в том, что можно так переделать любое вычисление — без особой потери эффективности, — чтобы оно стало обратимым. Те вычисления,
которые делаются «просто так», конечно, необратимы, но «рост необратимости» пренебрежимо мал по сравнению, скажем, с шумами в современном компьютере. То есть необратимость — это тонкий эффект; тут вопрос не практический а принципиальный: если представить себе, что технология дойдет до такого уровня,
что этот эффект станет существенным, то можно так перестроить вычисления, чтобы добиться обратимости.
И в этой же работе Фейнман обратил внимание на то, что если у нас имеется устройство квантовое, то есть подчиняющееся законам квантовой механики, то его вычислительные возможности совершенно не обязательно должны совпадать с возможностями обычного устройства. Возникают некоторые дополнительные возможности. Но пока непонятно, позволяют они получить
какой-то выигрыш или нет.

Эта запись была опубликована 09.11.2011в 19:52. В рубриках: Заглянем в будущее, Новости науки и техники. Вы можете следить за ответами к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить свой комментарий или трекбек со своего сайта.

Комментариев (2)

  1. 03.03.2012 в 14:22


    В любом случае все это приведет к тому что устройства станут более умнее людей, потому что созданием таких «квантовых! «нейронных» устройств занимаются единицы, а население 7 млр. От сюда следствие. Людей понимающих смысл и устройство вещей мало. А значит все в руках сотен людей, а остальные как «ноль» вымрут или нужны только для эксперимента. Не той тропой идет человечество к своему концу. А к концу — 100%. Потому что вместо того что сейчас делают, нужно делать совершенно другое и по другому.

    Автор: MAX
  2. 14.03.2012 в 00:09


    Все очень интересно,побыстрей реализовать.

    Автор: Дима

Оставьте свой комментарий

Примечание: Осуществляется проверка комментариев, и это может задержать их публикацию. Отправлять комментарий повторно нет необходимости.