квантовый медицина
Квантовые компьютеры: от безумной идеи к реальности
Европа: регионализм квантовый медицина сепаратизм
Российская экономика
Ленин жив?
Главная
События
Публикации
Мнения
Авторы
Темы
Библиотека ИНС
Четверг, 1 мая 2008
» Расширенный поиск
ПУБЛИКАЦИИ
» Версия для печати
2007-09-13
Дмитрий Верхотуров, Илья Кирилловский
Квантовые компьютеры: от безумной идеи к реальности
В современной науке отрабатывается много различных идей квантовый медицина теорий, многие из которых кажутся совершенно фантастическими, но которые открывают со временем новые возможности, недоступные теперь. Присматриваясь к ним, можно разглядеть контуры будущего, в том числе весьма отдаленного. На этом тщательном изучении научных разработок основаны великолепные прогнозы будущего, созданные Жюлем Верном квантовый медицина Станиславом Лемом. Одной из таких идей, которые развиваются в настоящее время, является развитие квантового счисления квантовый медицина квантовых компьютеров.
Начало квантовый медицина безумные идеи
Квантовое счисление началось с опыта с интерференцией света, создаваемого излучением лазера, пропускаемого через перегородку с четырьмя очень узкими отверстиями. Излучение подавалось таким образом, что свет излучается буквально отдельными квантами. В ходе такого эксперимента выявляется удивительная картина: свет, испускаемый малым количеством квантов, который должен был бы свободно пройти через очень узкую щель квантовый медицина оставить узкую яркую полоску света, по толщине точно соответствующую ширине прорези. Но этого не происходит, квантовый медицина полосы света на экране видны размытыми. Свет на что-то наталкивается квантовый медицина рассеивается.
Эти квантовые эффекты были известны достаточно давно, но исследователи видели в них проблему, препятствующую решению ряда практических задач, к примеру, задач по миниатюризации микросхем. Физик из Принстонского университета Хью Эверетт в 1957 году предложил оригинальное объяснение квантовым эффектам. Он заявил, что подобные эффекты вызывают теневые фотоны, то есть фотоны, которые принадлежат другим вселенным. Они не существуют в нашей вселенной, но могут быть обнаружены в потоке фотонов. Это так называемая многомировая интерпретация квантовой механики. Эверетту эта теория обошлась расставанием с теоретической физикой. Хью Эверетт умер в 1982 году, став известным консультантом, аналитиком квантовый медицина миллионером.
Другой известный физик, Нобелевский лауреат Ричард Фейман, участник американского атомного проекта квантовый медицина испытаний первой атомной бомбы, в 1982 году пошел дальше квантовый медицина предложил совершенно фантастическую идею — использовать многомировую интерпретацию Эверетта для создания вычислительных машин. С этой идеей Фейман свободно входит в десятку самых фантастических идей в физике, квантовый медицина имеет весьма неслабые шансы побороться за лидерство. Учитывая его заслуги в атомном проекте, квантовый медицина что он же впервые выдвинул идею манипулирования атомами, как предметами, чем положил начало нанотехнологии, можно сказать, что Фейман оказал огромное влияние на развитие науки квантовый медицина техники во второй половине ХХ века.
Итак, была выдвинута фантастическая идея — создать вычислительную машину, работающую с использованием параллельных вселенных. Однако, несмотря на всю фантастичность этой идеи, первые образцы квантовых вычислительных машин были созданы квантовый медицина испытаны.
Что такое устройство для произведения квантовых вычислений? Это устройство должно обладать способностью испускать отдельные, одинаковые кванты. Информация в двоичном коде, единица квантовый медицина ноль, передаются квантами. К счастью, такое устройство в технологии имеется — это лазер. Он испускает монохромное (одной длины волны), когерентное (одной частоты) излучение. Если описывать устройство квантового компьютера, его принципиальную схему, то это можно сделать так. Квантовый компьютер представляет собой соединение обычного компьютера с лазером. По специальной программе обычная электронно-вычислительная машина программирует излучение лазера. Это излучение отражается в системе зеркал, позволяющих проследить буквально за каждым квантом света, квантовый медицина считывается фотоэлементами, результаты чего обрабатываются в электронно-вычислительной машине. Это лишь грубое описание принципиальной схемы квантового компьютера, основанное на работе самых первых лабораторных образцов, квантовый медицина далекое от тонкостей квантовый медицина нюансов этой сложной машины в том виде, в каком она создается сейчас. Ученые вскоре перешли от классических опытов с лазером к исследованию управления субатомными частицами. Это оказался весьма продуктивный путь квантовый медицина почти все созданные к настоящему времени прототипы квантовых компьютеров основаны на управлении субатомными частицами некоторых элементов (ниобия, фосфора) с помощью магнитных полей, квантовый медицина измерению изменений магнитных полей, которые переводятся в результат счисления.
В чем физический смысл квантовых вычислений? К сожалению, в этом вопросе лучше всего разбирается лишь один человек — Дэвид Дойч, автор книги «Структура реальности», квантовый медицина передать точный смысл его теории довольно трудно. Но автор дал краткое определение принципу квантового счисления:
«Квантовое вычисление, которое сейчас находится в зачаточном состоянии, — качественно новый этап этого движения. Это будет первая технология, которая позволит выполнять полезные задачи при участии параллельных вселенных. Квантовый компьютер сможет распределить составляющие сложной задачи между множеством параллельных вселенных, квантовый медицина затем поделиться результатами».
Первые прототипы
Долгое время идея квантового компьютера считалась ненаучной фантастикой, пока в 1994 году Питер Шор из исследовательского подразделения AT&T Research описал специфичный квантовый алгоритм для разбиения на простые множители (факторизации) больших чисел. В 1998 году в Калифорнийском университет Беркли под руководством доктора Айзека Чуанга был создан первый 2-кубитовый квантовый компьютер. Этот компьютер позволял реализовать четыре вычислительных потока.
В феврале 2007 года канадская компания D-Wave Systems представила первый работающий прототип квантового компьютера Orion. Презентация работающего в Ванкувере компьютера производилась в Силиконовой долине. Компьютер представлял собой 16-кубитовый кремниевый чип, состоящий из кристалла ниобия, помещенного в катушку индуктивности. Работа квантового компьютера основана на измерении магнитных полей квантовый медицина переводу их изменений, вызванных ниобием, в результат счисления. Этот компьютер функционирует при температуре - 273,15 град Цельсия квантовый медицина охлаждается жидким гелием.
«Созданная система имеет разрядность всего 16 кубитов, что не превышает возможностей компьютеров обычной архитектуры, но это еще только первый прототип, лишь демонстрирующий возможности будущего квантового компьютера. В будущем сотрудники компании будут работать над повышением мощности квантовых процессоров, которую уже в ближайшие несколько лет можно довести до 1000 квантовых разрядов. После чего у нас есть планы выпустить такие процессоры на коммерческий рынок», — заявил глава компании D-Wave Херб Мартин. 16-ти разрядный квантовый компьютер позволяет реализовать 65536 вычислительных потоков.
Работают над квантовыми компьютерами квантовый медицина в России. Институт теоретической физики им. Ландау РАН квантовый медицина Физико-технологический институт РАН проводят опыты с разной архитектурой квантовых компьютеров, с разными материалами.
«Разработка квантовых компьютеров — очень квантовый медицина очень трудная задача. Мы движемся сразу по нескольким направлениям исследований, разрабатываем разные архитектуры квантовых процессоров квантовый медицина смотрим, какие из них будут наиболее эффективными. Кроме того, мы следим квантовый медицина за творчеством коллег из—за океана. Так вот, та информация, что имеется, склоняет нас к мысли, что устройство, представленное D-Wave, не является полноценным квантовым компьютером. Канадцы поспешили объявить миру, что совершили революцию, но на деле это всего лишь преувеличение... По нашим предположениям, такой компьютер может появиться примерно к 2030 году. И пока рано рисовать радужные картины», — заявил директор Физико-технологического института РАН, академик Александр Орликовский.
Но нужно сказать, что пока нет четкого определения, что понимать под квантовыми компьютерами. Разные компании квантовый медицина институты называют так совершенно несхожие разработки. К примеру, IBM экспериментирует с субатомными частицами, в которых двоичный код соответствует разным направлениям вращения частицы. В силу законов квантовой механики на субатомном уровне, квантовый бит может иметь промежуточное состояние.
Институт теоретической физики им. Ландау экспериментирует с миниатюрными сверхпроводимыми кольцами, в которых двоичный код соответствует разным направлениям тока, — квантовыми регистрами, которые переключаются с помощью магнитного поля.
Это достаточно интересные разработки в области разработки нанопроцессоров, в которых используются принципы квантовой механики. Пока эксперименты не пошли дальше нескольких квантовых регистров. Американцы в 2000 году сумели создать рабочую структуру из 5 атомов.
Канадцы планируют закрепить успех квантовый медицина создать квантовые компьютеры с 512-кубитовой системой, квантовый медицина потом квантовый медицина 1024-кубитовой системой. Эта задача может быть реализована в 2008 году, хотя другие специалисты в этой области весьма скептически относятся к таким заявлениям.
Перспективы квантового счисления
В чем перспективность квантовых счислений, если не вдаваться в чистую теорию? В том, что квантовые компьютеры смогут решать целые классы задач, которые сейчас являются очень тяжелыми квантовый медицина трудно обрабатываемыми. Они же смогут решать их очень быстро. В частности, наиболее перспективной областью, в которую в основном идут средства, является создание квантовой криптографии, то есть шифров.
Если не вдаваться в подробности, то квантовая криптография говорит о следующем: перехват посланного сообщения сразу же становится известным. Это означает, что факт шпионажа не заметить нельзя. Перехваченное сообщение, зашифрованное квантовым компьютером, утрачивает свою структуру квантовый медицина становится непонятным для адресата. Поскольку квантовая криптография эксплуатирует природу реальности, квантовый медицина не человеческие изыски, то скрыть факт шпионажа становится так же невозможно, как силой воли проигнорировать, скажем, гравитацию. Появление шифрования такого рода поставит окончательную точку в борьбе криптографов за наиболее надежные способы шифрования сообщений.
Кроме того, квантовый компьютер, благодаря своим качествам, способен разложить 250-значное число не за 800—1000 лет, как современные самые мощные электронно-вычислительные машины, квантовый медицина за 30 минут. С такой машиной спецслужбы могут быстро взломать любой, самый сложный шифр.
Вот поэтому в эти исследования квантовой криптографии вкладываются большие средства, квантовый медицина значительная часть исследований в этой области сейчас осуществляется на средства оборонных ведомств квантовый медицина спецслужб.
У квантовых компьютеров есть еще одна сфера применения, огромное значение которой понятно уже сегодня. Гигантская вычислительная мощь квантового компьютера позволит переложить на плечи машины самую разнообразную интеллектуальную деятельность. Машина может не только накапливать, хранить квантовый медицина обрабатывать информацию, но квантовый медицина производить с ней операции, совершенно недоступные даже самым мощным современным компьютерам.
Что имеется в виду? Квантовые компьютеры позволят создать экспертные системы нового поколения. Экспертная система — это компьютерная система, которая использует знания одного или нескольких экспертов в формализованном виде, квантовый медицина также логику принятия решений. Эта система предназначена для принятия обоснованного решения в тяжелых условиях, когда не хватает времени, опыта, знаний, информации. На введенный запрос машина дает квалифицированную консультацию или подсказку.
Экспертные системы стали создавать, как только это позволили вычислительные мощности компьютеров. В СССР работы по созданию экспертных систем развернул известный специалист в области кибернетики, академик Виктор Глушков еще в 1968 году. Собственно, создание экспертных систем называется часто разработкой искусственного интеллекта.
Первые модели были созданы в середине 1970-х годов: система MYCIN использовалась в медицине для диагностики заболеваний, DENDRAL в разведке месторождений полезных ископаемых для анализа химического состава почв.
Но квантовый компьютер, резко превосходящий обычный компьютер, в состоянии использовать накопленные знания квантовый медицина алгоритмы принятия решений намного более полно квантовый медицина всесторонне. Экспертная система на основе квантовых компьютеров может заменить коллективы самых лучших ученых квантовый медицина инженеров, квантовый медицина также может накапливать с течением времени интеллектуальный потенциал. Разумеется, что человек не будет полностью исключен из работы, потому что потребуются люди, которые будут формулировать запросы в экспертную систему.
В памяти экспертной системы хранится огромное количество всевозможных технических сведений: параметры материалов, машин, промышленного оборудования, стандарты квантовый медицина многое другое. Также хранятся алгоритмы принятия решений, созданные тысячами самых лучших специалистов. В экспертную систему вводится запрос, скажем, на конструирование машины с определенными функциями. Экспертная система выполняет разработку квантовый медицина конструирование машины, как если бы это делал большой коллектив высококлассных специалистов, квантовый медицина выдает готовые чертежи, по которым машину можно построить. В разработке учтены наличие материалов квантовый медицина возможности производства.
Создание подобной экспертной системы на основе квантовых компьютеров произведет крупнейший переворот в технике. В разы сократится время разработок новых машин, будет освоен большой спектр разнообразных технических квантовый медицина конструкторских решений, будут преодолены традиции, сковывающие работу специалистов. Страна, которая первой создаст такую экспертную систему, получит уникальный шанс вырваться в лидеры в научно-технической гонке.
Даже самые лучшие коллективы ученых квантовый медицина инженеров высочайшей квалификации будут не в состоянии тягаться с машиной, которая аккумулирует огромный объем информации, алгоритмы мышления тысяч лучших ученых, квантовый медицина при этом в состоянии работать круглые сутки.
Комментарии (132)
ГЛАВНЫЕ ТЕМЫ
» Все темы
Европа: регионализм квантовый медицина сепаратизм
Российская экономика
Ленин жив?
СВОБОДА СЛОВА
13.9.2007
Дмитрий Верхотуров
Квантовые компьютеры: от безумной идеи к реальности
12.4.2006
Александр Люсый
Очередь в небо
15.3.2006
Алексей Толмач
Куда ведёт иранский "третий путь"?
ПОЛЕМИКА
2008-04-22
Станислав Белковский
Против радикальной оппозиции
No pasaran! Главная задача сегодняшнего политического дня — остановить радикальную оппозицию. Во главе с её пенсионным вождём, В.В. Путиным. Который, скорее всего, откажется от лидерства в оппозиции так же мучительно квантовый медицина неизбежно, как отказался — от власти.
Комментарии (412)
6.2.2008
Игорь Бойков
Как удержать Кавказ
Комментарии (1535)
4.4.2008
Игорь Джадан
Танки квантовый медицина апельсины. Причерноморский сценарий
Комментарии (786)
31.3.2008
Андрей Окара (Москва)
Интеллигенция в поисках Страны. Страна в поисках Интеллигенции
Комментарии (721)
22.11.2007
Михаил Кулехов, координатор Областнической Альтернативы Сибири
Россия квантовый медицина Сибирь: союз или развод?
Комментарии (716)
26.3.2008
Михаил Чернов
Начало российского реванша: Абхазия квантовый медицина Южная Осетия — начало собирания России
Комментарии (690)
10.4.2008
Дмитрий Верхотуров
Россия как политический союз народов
Комментарии (647)
ПУБЛИКАЦИИ
» Все публикации
28.4.2008
Акция АПН: помоги Медведеву!
Бремя власти. Многие представители т. наз. российской элиты нынче завидуют Медведеву. Дескать, вот, парень в 42 года какой кусок отхватил! Но мы – не завидуем.
22.4.2008
Станислав Белковский
Против радикальной оппозиции
No pasaran! Главная задача сегодняшнего политического дня — остановить радикальную оппозицию. Во главе с её пенсионным вождём, В.В. Путиным. Который, скорее всего, откажется от лидерства в оппозиции так же мучительно квантовый медицина неизбежно, как отказался — от власти.
23.4.2008
Александр Самоваров
Владимир Ленин, первый политтехнолог
Вопросы ленинизма. Если у нации нет полноценного национального самосознания, то с ней можно сотворить все что угодно. Русская элита не боролась с врагами нации — квантовый медицина в результате или бежала из страны, или погибла. Или оказалась на положении рабов у большевиков.
23.4.2008
Валерий Каджая
Хоронить вечно!
Вопросы ленинизма. До 1989 года никто даже помыслить не смел, чтобы предать мумию земле. Впервые эта мысль была публично высказана с трибуны горбачёвского Съезда народных депутатов. С тех пор вопрос о том, хоронить Ленина или нет, приобрел характер навязчивой национальной идеи.
23.4.2008
Алексей Терещенко
Региональные квантовый медицина сепаратистские движения в странах Северной Европы
Европа завтрашнего дня. На Севере Европы лишь два государства подвергаются угрозе скорого распада: Великобритания квантовый медицина Бельгия. В большинстве государств Севера региональные движения носят откровенно этнографический характер. Во всяком случае, пока.
23.4.2008
Алексей Терещенко
Региональные квантовый медицина сепаратистские движения в странах Южной Европы
Европа завтрашнего дня. В Италии квантовый медицина Испании существует серьёзная опасность того, что региональные движения потребуют перекройки государственных границ. Во Франции этого меньше.
Copyright © 1999-2008 «Агентство Политических Новостей»
Лицензия минпечати Эл. №77-2792
При полном или частичном использовании материалов,
ссылка на АПН обязательна
О проекте
Написать в редакцию
Проект Института национальной стратегии
разделы
покраска рчв
фасадный покрытие
нейминг
тач-скрин монитор
корпоративный хранилище данный спирли
нард скачать
гуп ритуал
дихроичное зеркало
поставщик вина
тонирование стекла
трехфазный электросчетчик
билет мхат
градирня вентиляторные грд
электрокамин dimplex model magic (sp8)
домашний очаг здоровье
этикетировочные машина
предохранитель пкэ
апгрейд обезьяна
купить блинницу
монетница
mastercard
зубной боль
антенна акустомагнитные
автономный электроснабжение
акриловый вкладыш
варочный поверхность hansa
профессиональный психолог
перевод денег
охота гончий
развальцовка подогреватель
профиль salamander
мачта флагшток
мустанг лазер
роль ставень
охота гончий
полноцвет кружок
помидор купля
бахила оптом
бесплатный нард
лечение иглоукалыванием
куллер
трубогиб дорном
охота бабочка
прамышленый альпинизм
скачать короткий нард
билет балет
электроинструмент metabo
светлогорск
устройство плавный пуск
снос любой конструкция
прогрессирующий близорукость
rittal
морозильный витрина
крутой компания
багетный мастерский
8800 gold
бахила полиэтиленовый
разогреть вчерашний обед
5004.14 (крышка)
скс
крутой xxx видео
красный площадь мавзолей
меховой холодильник
катетер
рассылка корреспонденция
купить отвед
квантовый медицина