Afbeelding: IBM Research/Flickr
Zo cool als ze klinken, quantum computers zal waarschijnlijk niet het meest geschikt voor het ontwerpen van websites of het maken van mooie tekstverwerkers. In plaats daarvan hun eigenzinnige bits kan een dag worden gebruikt voor het oplossen van speciale algoritmen voor kunstmatige intelligentie toepassingen, of om een model op dingen die eigenlijk volg de wild regels van de kwantumfysica. Op een dag.
IBM-wetenschappers melden nu met behulp van een eenvoudige quantum computer op te lossen op een aantal grotere science problemen: Ze hebben gemodelleerd, de chemie van de atomen groter is dan de eenvoudigste twee, waterstof en helium. Onderzoekers hopen dat op een dag dit soort computers zijn in staat om te simuleren dat zelfs grotere moleculen, iets dat zou kunnen hebben belangrijke toepassingen in het ontdekken van nieuwe medicijnen. We zijn nog steeds in de vroege stadia van quantum computing en het is waarschijnlijk dat concurrenten zullen slaan uit dit onderzoek, maar het nieuwe werk is zeker een vooraf.
De onderzoekers experimenten tonen aan dat een speciaal soort quantum fysica probleem oplosser “geïmplementeerd op een zes-qubit supergeleidende quantum-processor is in staat om moleculaire problemen buiten de periode dat ik elementen” zoals waterstof en helium, “up-to-BeH2,” beryllium hydride, volgens de papieren gisteren online gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Hier is de quantum computing crash course. De basic-unit of computing is een “beetje” een ja-of-nee-schakelaar. Wanneer je hoort het woord “quantum” je moet eigenlijk denken “de waarschijnlijkheden van de verschillende waarden heeft.” Een qubit, of quantum bit is een bit dat is ja en nee tegelijk, met een kans dat het zal uitgaan van de waarde van de ene of de andere als je het meet. Het is als een gewogen munt, voordat het omgedraaid, samen met de details over de afmetingen, zodat u weet het waarschijnlijkheid zal het kop of munt. Dit is in lijn met hoe de chemie werkt eigenlijk; waterstof is letterlijk op slechts twee deeltjes, een elektron en een proton, met een lijst van mogelijk verschillende eigenschappen te beschrijven van het systeem, genaamd een wavefunction. De deeltjes alleen maar aannemen waarneembare eigenschappen als, nou ja, ze zijn waargenomen. Hetzelfde geldt voor qubits, die kunnen instorten in één van hun twee staten.
Het feit dat qubits kan uit elkaar vallen als dit betekent dat ze kwetsbaar en gevoelig voor fouten, een belangrijke beperking van quantum computers.
Het team gebruikt iets wat je zou nauwelijks te herkennen als een computer, zes werken quantum bits voorgesteld als sverkhprovodnikov. Dit zijn systemen die op quantum eigenschappen wanneer ze zijn afgekoeld in de koelkast, tot vlak boven het absolute nulpunt. De qubits communiceren door middel van verstrikking, wat betekent dat je moet gebruik maken van dezelfde set van waarschijnlijkheden te beschrijven, zowel in hun waarden. Het systeem kan vervolgens lezen elke qubit individueel.
Sinds qubits gehoorzamen aan dezelfde wetten van de quantum fysica als moleculen, de wetenschappers kunnen zijn op het simuleren van interacties tussen deeltjes met interactie qubits. Met behulp van hun computer, de onderzoekers gemodelleerd het gedrag van een paar eenvoudige moleculen met twee waterstof atomen, een lithium atoom gebonden aan een waterstofatoom, en beryllium-hydride, een beryllium-atoom gebonden aan twee waterstof atomen, volgens de papieren. Ze waren zelfs in staat om hun techniek bij het oplossen van een eenvoudige quantum chemistry probleem.
Zelfs nog, we zijn zeker niet het verslaan van normale computers op dit soort problemen, IBM onderzoeker Jerry Chow vertelde Gizmodo. “Dit is het beste dat een quantum computer heeft gedaan,” zei hij. Maar er is een hoop werk te gaan. “Wij zien de fouten nu en we hebben het niet verkrijgen van de perfecte chemische juistheid, maar we beginnen om te verkennen op het gebied van de chemie op de fysieke hardware.”
Er zijn tal van andere uitdagingen op de weg met quantum computers, die zoals ik reeds eerder zei, zijn nog steeds in de kamers-volledig-van-vacuüm-buizen gebied dat regelmatig computers waren in een lange tijd te gaan.
Dat alles betekent dat er veel mensen zijn aan het werk op problemen als deze. Harvard-onderzoeker aan de Universiteit Alán Aspuru-Guzik vertelde Chemical & Engineering News dat andere concurrenten kan al snel het voortouw nemen. Maar Chow zei dat is geen probleem. “De hele gemeenschap zal het vinden van betere manieren voor het verwerken van fouten en ik denk dat dat zal spannend worden.”
[Natuur]