imagazin arrow2-left arrow2-right arrow2-top arrow-up arrow-down arrow-left arrow-right cart close dossiers education fb instagram menu notification oander rss rss-footer search service shuffle speech-bubble star store stores tests twitter youtube
iphone x

Kdy můžeme očekávat vydání bety iOS 12?

Podívali jsme se na tendence z posledních let

kvantový počítač

Jsme o krok blíže kvantovým počítačům


Vývojáři z Delft University of Technology v Nizozemsku zřejmě nalezli řešení na největší problém kvantových počítačů, stabilizace kvantových bitů.

O kvantových počítačích jste pravděpodobně již někdy slyšeli. Očekává se od nich další velká IT revoluce, jelikož by měly zvládnout úkoly, které se doposud zdají nemožné. Alespoň teoreticky. V praxi se vědcům ještě nikdy plně funkční kvantový počítač sestrojit nepodařilo.

Na vině je hned několik důvodů. Ten největší představují kvantové bity, tzv. qubity. Jde o základní jednotku kvantových počítačů. Klasický počítač pracuje s bity a kvantový s qubity. Rozdíl mezi nimi je zásadní.

kvantový počítač

Jak možná víte, bit představuje dva stavy, 0, nebo 1. Tyto možnosti pak pohání veškerý počítačový svět. Kvantové bity mohou nicméně nabývat ještě jeden speciální stav, kdy v superpozici představují oba stavy zároveň. Jedná se o podobnou situaci jako se světově známou Schrödingerovou kočkou, která je zároveň mrtvá a živá.

Dají se navodit opravdu absurdní stavy. Kočka je uzavřená v kovové komoře společně s následujícím zařízením (se kterým má kočka znemožněn jakýkoliv kontakt): na Geigerově-Müllerově detektoru je malé množství radioaktivní látky, tak malé, že se během jedné hodiny může rozpadnout jediný atom, ale se stejnou pravděpodobností možná ani jeden. Pokud se rozpadne, trubice detektoru přes relé propustí kladívko, které rozbije flakónek s kyselinou kyanovodíkovou. Pokud tento systém necháte hodinu netknutý, lze předpokládat, že pokud nedošlo k rozkladu žádného atomu, kočka stále žije. Rozklad by totiž kočku usmrtil. Funkce psí celého systému by to vyjádřila tím, že by v ní byla živá a mrtvá kočka (omluvte ten výraz) ve sloučeném stavu nebo rozmazaná ve stejných částech.

V takových případech je typické, že se neurčitost atomového světa přenáší i do světa makroskopického, kterou lze poté řešit přímým pozorováním. Díky tomu nemusíme naivně přijmout za platný „rozmazaný model“ reprezentující realitu. Ten sám o sobě nepředstavuje nic nejasného ani si neprotiřečí. Mezi rozmazanou nebo nezaostřenou fotografií a fotografií mraků a mlhy existuje rozdíl.

kvantový počítač

Ačkoliv Schrödinger vytvořil tento případ, aby ukázal absurditu superpozice, experimenty v kvantové mechanice tuto teorii potvrzují. Vědci by tak rádi sestavili počítač, který by byl na základě této teorie schopen vyřešit „všechny problémy“. Nicméně samostatné qubity nestačí. Čím více qubitů je kvantovým provázáním propojeno, tím silnější může kvantový počítač být. Vyšší počet možných kombinací umožňuje rychlejší a složitější výpočty. Podle Dr. Tima Watsona potřebuje funkční a použitelný kvantový počítač tisíce a miliony takových provázaných qubitů.

Musíme dodat, že v listopadu stanovilo světový úspěch IBM, kterému se podařilo provázat 50 qubitů na 90 miliontin sekundy. Od požadovaného objemu jsme tedy očividně velice daleko. Udržet kvantové provázání stabilní po delší časové období je nesmírně náročné. Superpozice se tak ani nedá změřit. Qubity se navíc při jakémkoliv působení vrací k obecným hodnotám (0 a 1), kvůli čemuž je obtížnější výsledky správně interpretovat.

kvantový počítač

Paradoxně čím více provázání prvek má (a tedy čím výkonnější je), tím více je náchylnější na externí vlivy (a tedy méně stabilní). Po každém měření se navíc systém „poškozuje“, což vede k dalším chybám.

Nicméně po dosažení určité hodnoty, kterou mohou představovat tisíce a milionů provázání Dr. Toma Watsona, může dojít k implementování mechanismů na opravu chyb, který by zajistil celkovou stabilizaci systému. Hlavním cílem je tedy dosáhnout požadované hodnoty provázání.

kvantový počítač

A přesně v této oblasti dosáhla obrovského průlomu Delft University of Technology. K tomu jim pomohl starý dobrý křemík. Tým vědců dokázal udržet s pomocí křemíku a mikrovln elektrony s rozdílnými spiny v superpozici. Vytvořil tak takzvané spin qubity na bázi kvantových bodů. Ty lze spárovat a propojit a vytvořit tak 2 qubitové kvantové čipy. Tato technologie by mohla zredukovat míru chybovosti, což je důležité pro výslednou použitelnost.

Tým dokázal vytvořit dvě qubitové kvantové brány se solidní mírou chybovosti. Ačkoliv je míra chybovosti stále výrazně vyšší než u zachycených iontů nebo supravodivých qubitových kvantových počítačů, stále se jedná o významný úspěch, jelikož izolování qubitů od chyb je extrémně náročné. – řekl Winfried Hensinger, profesor na University of Sussex.

kvantový počítač

Systém byl natolik stabilní, že mohl být testován několika různými metodami, jako například Deutschovým-Joszaovým nebo Groverovým algoritmem.

Příklad na základě druhého algoritmu jasně ukazuje, k čemu budou kvantové počítače dobré.

V první části byl úkol najít osobu v telefonním adresáři se známým jménem. Druhou částí je najít osobu v telefonním adresáři se známým číslem. První úkol je triviální, jelikož telefonní seznamy jsou přesně k tomuto určené a jména jsou seřazena od A do Z. Druhá se nicméně zdá být v případě tištěných telefonních seznamů jako nemožná.

V případě neseřazených databází musí tradiční počítač projít celou databázi, dokud nenajde požadovaný záznam. A to samozřejmě nějaký čas trvá. Grover dokázal, že kvantový počítač by dokázal takovouto úlohu vyřešit za odmocninu času tradičního počítače.

kvantový počítač

Určité úkoly tak lze řešit pomocí kvantových počítačů exponenciálně rychleji. To, že vědci z Delft University of Technology dokázali sestrojit křemíkový kvantový počítač s přijatelnější chybovostí, lze považovat jako další krok k průlomu na poli informačních technologií.

Zdroj: BBC

iMac Pro
Apple Inc. (AAPL)

Tohle už jste četli?

Nový systém se zaměřuje především na dvě oblasti: na uživatelský zážitek a na výkon. Z pohledu výkonu staví na novém frameworku Metal, který Apple již dříve přinesl na iOS. Metal kombinuje schopnosti technologií OpenGl a OpenCL do jednoho prvku.