Quantum cyfrifiadurol - technoleg y dyfodol

Mae cyfrifiadur cwantwm - yn rhywbeth afreal ac yn bell, fel ymwelydd o'r dyfodol. O bryd i'w gilydd mae yna nodiadau am wyddonwyr a'u cyflawniadau cymedrol ym maes ffiseg cwantwm, ond mae'n gynnar i ddathlu buddugoliaeth, oherwydd yn y maes gwyddonol yn dal i fod llawer o smotiau gwyn. Efallai mewn cwpl o ddegawdau, bydd cyfrifiaduron cwantwm yn llwyr ddisodli'r cyfrifiaduron cyffredin arferol i ni, goddiweddyd eu datblygiad meddyliol ac yn gadael ymhell y tu ôl, ond heddiw mae'n dim ond gobaith.

Mae gwyddonwyr wedi llwyddo i ddatblygu cloc cwantwm, yn fwy na cywirdeb amser mesur presennol cyfeirnod 100 000 o weithiau, felly mae'n bosibl y bydd yn fuan yn torri tir newydd ym maes technoleg gyfrifiadurol. Heddiw, mae llawer iawn o ddatblygiad i greu cyfrifiaduron cwantwm. Ddim yn bell yn ôl, y pedwar grŵp o wyddonwyr o'r Eidal, Prydain Fawr, Awstria ac Awstralia annibynnol ar ei gilydd wedi creu model symlaf o gyfrifiadur cwantwm sy'n cael ei ffurfweddu ar gyfer cyfrifiadura cwantwm cyfyngedig.

Gall cyfrifiadur cwantwm datrys y broblem o bob modern technoleg gyfrifiadurol. Nawr dim ond un o'r gwerthoedd yn cael eu codio - sero neu un, ond ffoton yn un ac yr un pryd yn gallu cario ddau werth yn y pegynnu fertigol a llorweddol. Gall y systemau diweddaraf holl gyfrifiadau a wnaed ar yr un pryd, yn hytrach nag o un i un, fel y gwna cyfrifiaduron confensiynol.

cyfrifiadur cwantwm modern, neu yn hytrach ei fodel cyntefig edrych fel rhwydwaith o ffibr-optig lwybrau ar microsglodyn gyda mewnbynnau ac allbynnau lluosog. Yn y ddrysfa rhedeg ffotonau unigol, wrth bob croesffordd iddynt basio drwy'r system trawst drych hollti. Ar y cam hwn, neu ffotonau yn cael eu hadlewyrchu, neu drosglwyddo. Mae'n troi allan, er bod y ffoton yn cyrraedd yr allanfa o'r ddrysfa, bydd yn wynebu deirgwaith gyda hollti trawst.

Mae natur cwantwm ei hun yn gymhleth iawn, felly mae'r bron yn amhosibl i wneud cyfrifiad cywir, yn dangos lle y bydd y ffoton yn ymddangos yn union. Nid yw'n hawdd i wneud hyd yn oed gyda hynny mewn drysfa yn rhedeg dim ond un ffoton. Ac os yw'r broblem gymhlethu a rhedeg rhai o'r gronynnau, ac yn y labyrinth cynyddu nifer y llwybrau, er mwyn gwneud y bydd rhagfynegiad fod yn anodd iawn. A ddyfeisiwyd gan y model wyddonwyr - nid oes dim ond matrics parhaol, ymgorfforiad o swyddogaeth mathemategol.

Ar gyfrifiadur modern yn gallu efelychu yr ateb y broblem, ond dim ond ar yr amod bod teithio drwy'r ddrysfa o ronynnau lluosog, ac yr oedd yn fach. Os yw'r amodau yn gymhleth, er enghraifft, i gynyddu nifer y ffotonau neu lwybrau yn y ddrysfa, ni fydd y cyfrifiadau yn gallu cynhyrchu hyd yn oed y mwyaf pwerus ar hyn o bryd offer dydd.

Mae cyfrifiadur cwantwm, a grëwyd gan wyddonwyr, dim ond dibynnu parhaol y matrics, nid yw'n addas ar gyfer problemau mwy cymhleth ac amrywiol. Ond mae hyn yn dim ond y cam cyntaf ar y ffordd i'r ddyfais y dyfodol o dechnoleg. Mae'r dasg o yr ymchwilwyr oedd dangos y posibilrwydd o ddefnyddio dyfeisiadau ffotonig sy'n gallu ymdopi â'r dasg. Cynhaliwyd yr astudiaeth yn wych, felly mae hyd yn oed yn bosibl bod yn y dyfodol agos, bydd dyfeisiau newydd sy'n seiliedig ar y dechnoleg hon, ac maent yn cael eu disodli'n llwyr gan gyfrifiaduron modern.