Ein Foto von einer Verdünnung Kühlschrank innerhalb der IBM Q labPhoto: Connie Zhou/IBM (Flickr)
Unternehmer und Physiker verfolgt eine neue Art von computer—one basiert auf der Physik der subatomaren Teilchen, die verspricht, zu revolutionieren verschiedenen Bereichen. Vermutlich, wie ein Quantencomputer sollte bieten einige Vorteile gegenüber der klassischen Computer, die wir bereits verwenden, richtig? Das Problem ist, es ist unklar, welche Aufgaben Quantencomputer können definitiv besser als normale Computer.
Heute, ein team von Forschern von IBM und der Technischen Universität München müssen in Deutschland veröffentlichte ein Papier beweisen, dass es ein echter Vorteil, dass ein near-Begriff Quanten-computer könnte über einen klassischen computer. Der Beweis setzt strenge Grenzen sowohl auf der Quanten-computer und der klassischen computer-Fähigkeiten, und noch nicht zeigen, die gehypt und lang gesuchte “quantum überlegenheit.” Aber es ist ein wichtiger Meilenstein in der hervorgeht, dass diese im entstehen begriffenen quantum-Prozessoren könnte eines Tages Leben bis zu all Ihren hype.
Hier ist das übliche quantum spiel: der Heutigen klassischen Computer übersetzen jedes problem in lange Zeichenfolgen von binären code, repräsentiert durch bits, das könnte entweder gleich null und der eins. Es gibt bestimmte lukrative Unternehmungen, für die eine neue Art von computer verfügen möglicherweise über einen Vorteil, wie zum Beispiel factoring-sehr große zahlen, die Modellierung von Molekülen oder die künstliche Intelligenz. Ein Quanten-computer Quanten-bits oder qubits, die Kommunikation in eine ganz neue Art und Weise. Qubits kann auf Werte zwischen null und eins während der Berechnung und interagieren in einer Weise regelmäßige Computer-bits nicht. Quantum-Prozessoren noch immer wieder Binär-strings, d.h. Nullen und Einsen, außer jedes qubit ist der Letzte Wert hat eine angeborene Wahrscheinlichkeit, basierend auf, wie nahe Ihr Wert war auf null oder eins rechts, bevor das Programm gemessen, das qubit. Qubits können auch verwickeln, wo die Wahrscheinlichkeiten gelten für Kombinationen von zwei oder mehr qubits ” – Werte gleichzeitig.
Mehrere heutige Quantencomputer existieren rudimentäre Formen von Unternehmen wie IBM und Rigetti, in der Regel mit 20 oder weniger qubits. Wie Sie vorwärts mit dem Bau dieser Geräte, Physiker und Informatiker entwickeln Quanten-algorithmen, die Sie hoffen, dass Sie lösen Probleme besser als ein klassischer computer kann. Aber es gibt immer die chance, dass einige bessere klassische computer-Algorithmus existiert für das problem, dass Sie einfach noch nicht erfunden worden noch—in dem Fall, warum die Mühe mit der Quanten-Maschine? Deshalb haben Wissenschaftler die Suche nach der endgültige Beweis der Bereiche, in denen ein Quanten-computer könnte eine Beschleunigung.
“Ein Quanten-computer könnte scheinen schneller zu sein, aber Sie wollen, um strenge mathematische Beweise,” Bob Sutor, Vice President von Kognitiven, Blockchain, und die Quantum-Lösungen bei IBM Research, sagte Gizmodo.
Ein Beweis wurde von IBM Wissenschaftler doch letztes Jahr veröffentlicht in der Zeitschrift Wissenschaft heute beweist, dass ein begrenztes quantum computer immer schlagen einen klassischen computer, der auf die Lösung einer einfachen linearen algebra problem—aber nur, wenn die klassischen computer hat die gleichen Grenzen wie der Quanten-computer.
Diese Grenzen sind die gleichen, vor denen heutige Quanten-Computer und bezeichnet Sie als “flache Rennstrecken.” Computer-Wissenschaftler-Aufruf einzelne Einheiten von bit-Interaktion “logic gates”. Diese Tore einen Wert zurückgeben, basierend auf einem oder mehr bits. Quantum gates stattdessen ein qubit den Wert irgendwo zwischen null oder eins, oder ändern Sie die integrierten Statistiken eines verschränkten qubit-paar. Ein “Stromkreis” ist eine Serie von Toren. Eine “flache Quanten-Schaltung”, in dem jedes qubit kann nur eine begrenzte Anzahl der Tore, bevor er eine null oder eine eins wieder, und die Tore können nur die, bei den meisten, eine andere qubit. Es ist gut, wenn zwei Toren auftreten, auf nicht Verwandte Paare von qubits auf dem Prozessor gleichzeitig.
Anstatt zu vergleichen, einer Allgemeinen Quanten-computer mit einer Allgemeinen klassischen computer, die Sie gerade auf dem gleichen Grenzen, die auf einem klassischen computer. “Wir haben gerade mal eine andere Frage”, erklärte Sergej Bravyi, IBM-Forscher. “Wir verglichen flachen Quanten-schaltungen und seichte, klassische schaltungen.”
Wenn Sie etwas aus diesem Artikel, es ist dies: Eine neue Arbeit gefunden, die ein bestimmtes Szenario, in denen ein Quanten-computer (lassen Sie uns betrachten Sie es als ein besonders schlaues Kind) würde immer gewinnen in einem Wettlauf gegen einen klassischen computer (lassen Sie uns mit dieser als Erwachsener marathon-Läufer), unabhängig von der Länge race. Das Kind ist schlau stellt der Quanten-computer die Fähigkeit zu handeln, quantum-ly; es ist wie die Suche nach Verknüpfungen entlang der route des Rennens. Aber nach dem Rennen die Regeln der marathon-Läufer muss dabei immer gleich-große Fortschritte wie das Kind.
Also, es gibt eine Menge Vorbehalte, aber das ist immer noch ein wichtiger Meilenstein.
“Es ist schön zu reinigen-Anweisungen, die uns sagen kann über die Beziehung zwischen Quanten-und klassischen Computern,” Andrew Childs -, computer-Wissenschaftler an der Universität von Maryland, sagte Gizmodo. “Wir müssen irgendwo anfangen, und nach einem theoretischen Fortschritt ist ein Schritt in die richtige Richtung, wenn wir noch nicht gesehen, etwas ähnliches vor.”
Und es ist wichtig, dass Wissenschaftler sich immer noch die full-powered klassische computer, um zu überprüfen, dass der Quanten-computer die richtigen Ergebnisse zurückgegeben, sagte Bravyi. Dies ist nicht das gleiche wie die Google-quantum überlegenheit experiment, das statt ein ausgearbeitetes problem, dass ein Quanten-computer lösen kann exponentiell schneller als ein klassischer computer-Simulation eines Quantencomputers.
Darüber hinaus sind die meisten der vorher beschriebenen Fälle, in denen Quantencomputer Versprechen zu schlagen, in einem klassischen computer ohne die flachen Schaltung zu begrenzen (wie der Shors-Algorithmus, welche Faktoren zahlen) benötigen noch einige Allgemeine Annahme über das, was zu tun ist, klassische Computer, Aram Harrow, MIT theoretischen Physik-professor, sagte Gizmodo. In anderen Worten, könnte man annehmen, ohne Sie tatsächlich zu beweisen, dass die marathon-Läufer kann nicht schneller sein als ein Gepard. Dieses Papier erfordert keine Annahmen wie der, dass.
Aber das neue Papier ist nicht perfekt. “Dies ist nicht für ein praktisches problem, und niemand hat vorgeschlagen, den Anschluss an ein praktisches problem”, sagte Harrow. “Selbst wenn Sie es wäre, die Beschleunigung wäre zu klein, um über Pflege in der Praxis. Wenn ein Quantencomputer ist nur ein wenig schneller als ein klassischer computer von der gleichen Größe, dann die Tatsache, dass Quanten-Computer sind so viel schwerer zu bauen, würde uns entscheiden Sie sich für den klassischen Algorithmus.”
IBM und andere antreiben nach vorne zu bauen quantum-Computer und Sutor gesagt, Gizmodo, dass er hofft, tatsächlich führen Sie diese tests auf einer vorhandenen IBM-Quanten-Prozessor in der nächsten Woche oder so. Es ist noch ein langer Weg zu gehen, und selbst wenn Quanten-Computer, weiter zu wachsen in Größe und Versprechen, die Physiker noch die Verlegung der Ziegel der zugrundeliegenden mathematischen Fundament.
[Wissenschaft]
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