21 Αυγούστου 2016

Οι κβαντικοί υπολογιστές

Κβαντικός υπολογιστής ονομάζεται οποιαδήποτε υπολογιστική συσκευή που κάνει χρήση χαρακτηριστικών κβαντομηχανικών ιδιοτήτων, όπως η αρχή της υπέρθεσης και της διεμπλοκής καταστάσεων, για να πραγματοποιεί επεξεργασία δεδομένων. Σε έναν κλασσικό υπολογιστή, η στοιχειώδης μονάδα πληροφορίας είναι το bit, ενώ σε έναν κβαντικό υπολογιστή, το κβαντικο-bit ή qubit.

Η μνήμη ενός κλασσικού υπολογιστή αποτελείται από bits, τα οποία μπορούν να αναπαραστήσουν την τιμή 0 ή 1, και τα δεδομένα αποθηκεύονται ως ακολουθίες των δύο αυτών ψηφίων. Για παράδειγμα, φανταστείτε έναν κλασσικό υπολογιστή που λειτουργεί πάνω σε έναν καταχωρητή με 3 bits. Η κατάσταση του υπολογιστή σε οποιαδήποτε στιγμή είναι μία πιθανότητα κατανεμημένη 23=8 διαφορετικές 3-bitες ακολουθίες: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.

Αν είναι ντετερμινιστικός υπολογιστής, τότε θα βρίσκεται σε ακριβώς μία από αυτές τις καταστάσεις με πιθανότητα 1. Ωστόσο, αν είναι πιθανολογικός υπολογιστής, υπάρχει πιθανότητα να βρίσκεται σε μία από μία πληθώρα καταστάσεων. Μπορούμε να περιγράψουμε αυτήν την πιθανολογική κατάσταση με 8 μη αρνητικούς αριθμούς A, B, C, D, E, F, G, H (όπου Α = η πιθανότητα να βρίσκεται στην κατάσταση 000, Β = η πιθανότητα να βρίσκεται στην κατάσταση 001 κ.λπ.) Το άθροισμα αυτών των πιθανοτήτων είναι 1.

Η μνήμη ενός κβαντικού υπολογιστή αποτελείται από qubits. Ένα qubit μπορεί να αναπαραστήσει την τιμή 1, 0 ή οποιαδήποτε υπέρθεση αυτών των δύο. Δύο qubits μπορούν να αναπαραστήσουν οποιαδήποτε υπέρθεση 22=4 δυνατών καταστάσεων, 3 qubits οποιαδήποτε υπέρθεση 23=8 καταστάσεων. Γενικά, ένας κβαντικός υπολογιστής με ισχύ «n» qubits μπορεί να βρίσκεται σε αυθαίρετη υπέρθεση 2n δυνατών καταστάσεων ταυτόχρονα, ενώ ένας κλασσικός υπολογιστής μπορεί να βρίσκεται μόνο σε μία από αυτές τις καταστάσεις κάθε στιγμή.

Η κβαντική υπολογιστική επιστήμη βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο, ωστόσο τα αποτελέσματα των πειραμάτων που έχουν πραγματοποιηθεί σε αυτό το πεδίο (με μικρό αριθμό qubits), είναι ενθαρρυντικά.

Μεγάλης κλίμακας κβαντικoί υπολογιστές θα μπορούν να λύσουν προβλήματα πολύ πιο γρήγορα από τους κλασσικούς υπολογιστές, χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο του Shor ή την προσομοίωση του μεγάλων συστημάτων. Αν δοθούν αρκετοί υπολογιστικοί πόροι σε έναν κλασσικό υπολογιστή, μπορεί να προσομοιώσει οποιοδήποτε κβαντικό αλγόριθμο. Ωστόσο η υπολογιστική ισχύς 500 qubits, για παράδειγμα, θα ήταν ήδη πολύ μεγάλη για να αναπαρασταθεί από έναν κλασσικό υπολογιστή, γιατί θα χρειαζόταν να αποθηκευτούν 2500 τιμές (ένα terabyte πληροφορίες μπορεί να αποθηκεύσει 234 διακριτές τιμές).

Πρόσφατα, η καναδική εταιρεία D-Wave, η μόνη που σήμερα παράγει κβαντικούς υπολογιστές, πούλησε έναν κβαντικό υπολογιστή που θα χρησιμοποιηθεί στο πλαίσιο συνεργασίας ανάμεσα στη NASA, την Google και ακαδημαϊκά ιδρύματα. Η αξία του υπολογίζεται περίπου σε 15 εκατ. δολλάρια.

Ας ευχηθούμε ότι οι νέοι αυτοί υπολογιστές θα χρησιμοποιηθούν για το καλό της ανθρωπότητας. 

πηγή



Share

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Λίγες οδηγίες πριν επισκεφθείτε το ιστολόγιό μας (Για νέους επισκέπτες)

1. Στην στήλη αριστερά βλέπετε τις αναρτήσεις του ιστολογίου μας τις οποίες μπορείτε ελεύθερα να σχολιάσετε επωνύμως, ανωνύμως ή με ψευδώνυμο, πατώντας απλά την λέξη κάτω από την ανάρτηση που γραφει "σχόλια" ή "δημοσίευση σχολίου" (σας προτείνω να διαβάσετε με προσοχή τις οδηγίες που θα βρείτε πάνω από την φόρμα που θα ανοίξει ώστε να γραψετε το σχόλιό σας). Επίσης μπορείτε να στείλετε σε φίλους σας την συγκεκριμένη ανάρτηση που θέλετε απλά πατώντας τον φάκελλο που βλέπετε στο κάτω μέρος της ανάρτησης. Θα ανοίξει μια φόρμα στην οποία μπορείτε να γράψετε το email του φίλου σας, ενώ αν έχετε προφίλ στο Facebook ή στο Twitter μπορείτε με τα εικονίδια που θα βρείτε στο τέλος της ανάρτησης να την μοιραστείτε με τους φίλους σας.

2. Στην δεξιά στήλη του ιστολογίου μας μπορείτε να βρείτε το πλαίσιο στο οποίο βάζοντας το email σας και πατώντας την λέξη Submit θα ενημερώνεστε αυτόματα για τις τελευταίες αναρτήσεις του ιστολογίου μας.

3. Αν έχετε λογαριασμό στο Twitter σας δινεται η δυνατότητα να μας κάνετε follow και να παρακολουθείτε το ιστολόγιό μας από εκεί. Θα βρείτε το σχετικό εικονίδιο του Twitter κάτω από τα πλαίσια του Google Friend Connect, στην δεξιά στήλη του ιστολογίου μας.

4. Μπορείτε να ενημερωθείτε από την δεξιά στήλη του ιστολογίου μας με τα διάφορα gadgets για τον καιρό, να δείτε ανακοινώσεις, στατιστικά, ειδήσεις και λόγια ή κείμενα που δείχνουν τις αρχές και τα πιστεύω του ιστολογίου μας. Επίσης μπορείτε να κάνετε αναζήτηση βάζοντας μια λέξη στο πλαίσιο της Αναζήτησης (κάτω από τους αναγνώστες μας). Πατώντας την λέξη Αναζήτηση θα εμφανιστούν σχετικές αναρτήσεις μας πάνω από τον χώρο των αναρτήσεων. Παράλληλα μπορείτε να δείτε τις αναρτήσεις του τρέχοντος μήνα αλλά και να επιλέξετε κάποια συγκεκριμένη κατηγορία αναρτήσεων από την σχετική στήλη δεξιά.

5. Μπορείτε ακόμα να αφήσετε το μήνυμά σας στο μικρό τσατάκι του blog μας στην δεξιά στήλη γράφοντας απλά το όνομά σας ή κάποιο ψευδώνυμο στην θέση "όνομα" (name) και το μήνυμά σας στην θέση "Μήνυμα" (Message).

6. Επίσης μπορείτε να μας στείλετε ηλεκτρονικό μήνυμα στην διεύθυνσή μας koukthanos@gmail.com με όποιο περιεχόμενο επιθυμείτε. Αν είναι σε προσωπικό επίπεδο θα λάβετε πολύ σύντομα απάντησή μας.

7. Τέλος μπορείτε να βρείτε στην δεξιά στήλη του ιστολογίου μας τα φιλικά μας ιστολόγια, τα ιστολόγια που παρακολουθούμε αλλά και πολλούς ενδιαφέροντες συνδέσμους.

Να σας υπενθυμίσουμε ότι παρακάτω μπορείτε να βρείτε χρήσιμες οδηγίες για την κατασκευή των αναρτήσεών μας αλλά και στην κάτω μπάρα του ιστολογίου μας ότι έχει σχέση με δημοσιεύσεις και πνευματικά δικαιώματα.

ΣΑΣ ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΚΑΛΗ ΠΕΡΙΗΓΗΣΗ

Χρήσιμες οδηγίες για τις αναρτήσεις μας.

1. Στις αναρτήσεις μας μπαίνει ΠΑΝΤΑ η πηγή σε οποιαδήποτε ανάρτηση ή μερος αναρτησης που προέρχεται απο άλλο ιστολόγιο. Αν δεν προέρχεται από κάποιο άλλο ιστολόγιο και προέρχεται από φίλο αναγνώστη ή επώνυμο ή άνωνυμο συγγραφέα, υπάρχει ΠΑΝΤΑ σε εμφανες σημείο το ονομά του ή αναφέρεται ότι προέρχεται από ανώνυμο αναγνώστη μας.

2. Για όλες τις υπόλοιπες αναρτήσεις που δεν έχουν υπογραφή ΙΣΧΥΕΙ η αυτόματη υπογραφή της ανάρτησης. Ετσι όταν δεν βλέπετε καμιά πηγή ή αναφορά σε ανωνυμο ή επώνυμο συντάκτη να θεωρείτε ΩΣ ΑΥΣΤΗΡΟ ΚΑΝΟΝΑ ότι ισχύει η αυτόματη υπογραφή του αναρτήσαντα.

3. Οταν βλέπετε ανάρτηση με πηγή ή και επώνυμο ή ανώνυμο συντάκτη αλλά στη συνέχεια υπάρχει και ΣΧΟΛΙΟ, τότε αυτό είναι ΚΑΙ ΠΑΛΙ του αναρτήσαντα δηλαδή είναι σχόλιο που προέρχεται από το ιστολόγιό μας.

Σημείωση: Να σημειώσουμε ότι εκτός των αναρτήσεων που υπογράφει ο διαχειριστής μας, όλες οι άλλες απόψεις που αναφέρονται σε αυτές ανήκουν αποκλειστικά στους συντάκτες των άρθρων. Τέλος άλλες πληροφορίες για δημοσιεύσεις και πνευματικά δικαιώματα μπορείτε να βρείτε στην κάτω μπάρα του ιστολογίου μας.