Hoofdcategorieën

Universiteit van Michigan werkt aan quantumcomputer

Door Jeroen P Hira, zondag 16 juni 2002 21:13
Bron: Michigan University, views: 858

De toekomst waarbij wij gebruik maken van een quantumcomputer komt steeds dichterbij. Nadat er eerst al gegevens gecodeerd kon worden opgeslagen, hebben onderzoekers van de faculteit Optical Coherent and Ultrafast Science (FOCUS) en de faculteit Natuurwetenschappen aan de Michigan University waarschijnlijk ook een grote stap in de richting ervan gezet. Het is hun namelijk gelukt om individuele atomen van verschillende kernen apart van elkaar te koelen met behulp van een laser. Met apart gescheiden atomen is er een reeële mogelijkheid om de complexe quantumsystemen te controleren en deze in de hand te houden.

In hun experiment hebben de onderzoekers gebruik gemaakt van elektrische velden om een kristal van precies twee cadmium atomen met verschillende isotoopwaardes in bedwang te houden in een zogenaamde atoomval. Zij zijn hierdoor in staat geweest om een enkele cadmiumatoom (isotoopwaarde 112) af te koelen tot 0,001 graden Celsius boven het absolute nulpunt, door het naburige cadmiumatoom (isotoopwaarde 114) te bestralen met een laser. Via de laserbestraling worden ongewenste bewegingen voorkomen in het kristal, zonder dat gekoelde atoom gewijzigd wordt.

Doordat er geen ongewenste neveneffecten zijn, kunnen de onderzoekers aan de volgende stap denken - een gekoppelde quantum aangedreven machine. De koppeling van de quantumatomen wil men bereiken met behulp van radiografische en elektrische velden de voltages van de atoomvallen te veranderen. Hierdoor zullen de atomen in een atoomval vast komen te zitten of zich verplaatsen naar een andere val. Zo kan men de verschillende vallen met elkaar combineren, om zo complexe structuren te vervaardigen.

"This is a realistic architecture for quantum computation that is scalable to large numbers of qubits," the authors conclude. "In contrast to other proposals, all quantum state manipulations necessary for our scheme have already been experimentally tested with small numbers of atoms, and the scaling up to large numbers of qubits looks straightforward."

Quantumkoeling

dapozza vindt dat wij dit veel beter onder woorden kunnen brengen, vandaar zijn submit

Volgende 22:19
Vorige 20:27

Reacties

«  1  2  3  »

interessant! Als dit zo doorgaat, komt er nog eens een tijd dat m'n pa een nieuwe PC wil kopen (hij is er van overtuigt dat hij pas een nieuwe gaat kopen als ze nu 30x zo snel zijn (als 400 mhz, dus 12 ghz :()

Maargoed, "it's a small step for atomkind, but a large step for humanity!"

Zeg maar tegen je vader dat hij een oerlewapper is want 30 keer zo snel wil niet zeggen dat de kloksnelheid 30 keer zo hoog is ! Kent hij het begrip IPC (instructions per clock) wel? :)

offtopic:
Hoeveel 3DMarks2001 kan die P2-400(?) halen?
Een paar honderd, laten we zeggen 400.

Een PC met AthlonXP 2200+ en een vette GF4 4600 kan de 12000 3DMarks2001 wel halen.

12000 / 400 = 30 x zo snel ;)

Voila... die PC heb je in de pocket!

Ja inderdaad, je berekent de snelheid van een PC door middel van 3dMark.... dream on!
Zoals de naam, verassend genoeg, al zegt, meet je met 3dMark 3d performance.

Ik ben na aanschaf van mijn Ti4200 van 1800 naar 10200 marks gegaan. Is mijn pc nu meer dan 5x zo snel? Ik dacht het niet!

Ik snap er niets van, maar het klinkt erg mooi. Hoog tijd dat er eindelijk aan gebouwd wordt.

Ben alleen benieuwd hoe lang het nog kan gaan duren voordat het beschikbaar wordt voor de consument (als dat ooit nog eens het geval wordt).

Tegen de tijd dat ik hier iets van snap zijn Quantum pc's al weer in de aanbieding bij de Aldi :P

Wel intressant dit, maar misschien een idee om er een achtergrond link bij de plaatsen. Iets waar je meer info kunt vinden over dit onderwerp?

Het gaat in elk geval erg snel de goede kant op. Nu hopen dat het steeds sneller gaat.

Het mooie van de huidige ontwikkleing in de techniek is dat steeds minder mensen er steeds meer van snappen, ofwel steeds meer mensen er steeds minder van snappen, dit verschijnsel heet volgens mij specialisatie en is hard nodig als je wilt blijven ontwikkelen.

Vroegers deed Edison een hele hoop verschillende uitvindingen, of Newton, of DaVinci (die van die PUCH uitlaten, of was dat LeoVinci :+).

Tegenwoordig werkt dat niet meer omdat alles zo complex is, ik ben overigens van mening dat als je aandachtig het artikel doorleest je je er wel een voorstelling van kunt maken hoe het werkt, gebruik je fantasie, dat doen die onderzoekers ook. :)

heb wel 's de theorie gelezen dat Leonardo da Vinci waarschijnlijk de laatste persoon in de geschiedenis is geweest, die nog in z'n eentje alle wetenschappelijke kennis van zijn tijdperk kon bevatten ...

Datzelfde heb ik gehoord over Sir Isaac Newton. Het lijkt me ook iets waarschijnlijker dat Newton het was , want de stand van de officiele wetenschap (van de R.K. kerk dus) in Da Vinci ´s tijd was niet van hoogstaand niveau.

Nee, volgens mij was dat Leibniz ;-)

/off-topic
Ik kan het ook wel, maar ik heb er gewoon geen zin in. :D
/off-topic

Geweldig! Kan ik dadelijk alle algoritmes die ik heb geleerd voor kortste-pad-problemen enzo weer over boord zetten. :D

Voor de geinteresseerden: een quantumcomputer verschilt van onze huidige computers doordat er niet gewerkt wordt met bits (0 en 1), maar met samengestelde toestanden. 1/2 is dus ook mogelijk maar ook alle andere toestanden tussen 0 en 1 in. (voor de puriteinen: jaja, ik weet dat het wat kort door de bocht is!).

Dat vergt een heel andere manier van denken en programmeren, aangezien "if then else" statements een verspilling zijn van de mogelijkheden van een quantumcomputer :7

Je kan namelijk dankzij die samengestelde toestanden enorm veel meer mogelijkheden tegelijk aftasten, wanneer het om het doorrekenen van notoir lastige problemen gaat, zoals kortste-pad probleem, " handelsreizigersprobleem", priemgetallen vinden etc. M.a.w. de hele binaire logica kan op de fles....

Eenvoudige en goede uitleg en meer boeiende links vind je op http://www.howstuffworks.com/question475.htm

edit 1: ff erbij gezet waarom ik mijn ouwe trouwe algoritmes de deur uit kan doen.

edit 2: antwoord op Bredend: precies de vraag hoe je optimaal van de mogelijkheden van een quantumcomputer gebruik kunt maken is een van de punten van onderzoek. Ik weet het dus ook niet :)

edit 3: link voor mensen die nog meer willen weten.

Hoe zou men dan moeten programmeren? Volgens mij is alles op basis van If_then_else. btje vaag, kbegrijp het niet zo goed. Maar wel leuk natuurlijk! :)

Geeft niet joh,
dat lost de nieuwegeneratie wel op voor ons.

(wij commodore 64, zij Pentium 2GH...)
(man i'm born to early put met back!!!...) :'(

Volgens mij is alles op basis van If_then_else
Dat is een van de dingen die quantum computers nu juist niet kunnen doen. Alle operaties in een quantum algorithme moeten unitair zijn, dwz. tijdsomkeerbaar; dit omdat de totale waarschijnlijkheidswaarde niet mag veranderen (het volgt ook direct uit de Schrodinger vergelijking). Het programmeren van een quantum computer, als die al ooit gemaakt kan worden met voldoende qubits, zodat enigzins nuttige berekeningen kunnen worden gedaan, is dus zeer moeilijk. Er zijn slechts enkele algorithmes bekent, waarvan de meest interessante die van Shor, die een product efficient kan factoriseren, en daarmee RSA codering in theorie snel kan kraken.

als je op deze manier priemgetallen etc snel kan vinden vallen gelijk ook alle crypto systemen in elkaar

Klopt maar quantum computing biedt ook de mogelijkheid tot weer veel betere encryptie in de vorm van quantum key distribution. Hierbij word op dus danige manier gebruik gemaakt van de eigenschappen van quantum computing dat de communicatie volledig beveiligd is, nadeel is dat het niet werkt over te lange afstanden omdat het gebruik maakt van fotonen door optische kabels en het signaal uiteraard niet kan worden versterkt.

Er is al een perl module geschreven voor quantum berekeningen, dat kan omdat de theorie er allemaal al is. nu de compters nog, alhoewel ik het nog steeds betwijfel of er ooit een stabiele quantumcomputer gemaakt kan worden (ik ben eenmaal pessimistisch)

wel grappig, in de uitleg staat dat het onwaarschijnlijk is dat we ooit quantum computers op onze bureautjes zullen krijgen.
Ik denk dat we er tegen die tijd wel heel anders over denken. (Denk bijvoorbeeld 's aan virtuele werelden en videospellen met viritual reality).

Wellicht niet op bureaus... Maar een enorme terminal server is zeer zeker mogelijk met dat soort rekenkracht...

Denk maar niet dat dat soort machines gewone programma's kunnen draaien.

Je moet meer denken aan een aantal heel specialistische functies (eenvoudige gestapelde bewerkingen op gigantische gegevens).

Waarschijnlijk te programmeren in een functionele taal.

Het is hun namelijk gelukt om individuele atomen van verschillende kernen apart van elkaar te koelen
Zal wel koppelen moeten zijn.
Volgens mij kun je dit beter via ICQ laten weten toch maar ik weet zijn icq nummer niet.

[verveel mode]Ik wist niet dat de Quantum ;) nu ook al computers gaat verkopen, en dan helemaal in de USA laat ontwikkelen :9
[/verveel mode]

individuele atomen van verschillende kernen apart van elkaar te koelen met behulp van een laser.
een keer wat anders dan een lomp stuk metaal op een processor klemmen en dan flink blazen :7

De koppeling van de quantumatomen wil men bereiken met behulp van radiografische en elektrische velden de voltages van de atoomvallen te veranderen.
De laatste keer dat ik een college natuurkunde volgde bestonden er geen "radiografische" velden. Je hebt (op deze schaal) electrische velden en magnetische velden. Radio is een electromagnetische golf (een serie elkaar opwekkende electrische en magnetische velden).

De laatste keer dat ik een college natuurkunde volgde bestonden er geen "radiografische" velden
Op zich heb je helemaal gelijk, maar de fout zit 'm hier inde vertaling. 't Gaat namelijk om RF (radiofrequente) velden. Dat zijn dus electromagnetische velden, zoals jij ze noemt, alleen geven ze nu even aan in welk gebied de frequentie van die velden ligt.

Als ik het goed begrijp zijn ze nu dus eigenlijk bezig met het verkleine van een transistor (0,065nm geloof ik al) terwijl tegelijkertijd ook gewerkt word aan het maken van een quantum computer waarbij de gebruikte apparatuur op een paar atomen verschillende temperaturen te geven de oppervlakte van een grote kamer beslaat. of zie ik dit verkeerd ?!?

(..) waarbij de gebruikte apparatuur op een paar atomen verschillende temperaturen te geven de oppervlakte van een grote kamer beslaat.
Tsja, dat klopt wel ongeveer. Ik heb voor mijn afstudeeronderzoek (aan de universiteit Utrecht) rubidium (Rb) atomen afgekoeld, en dat kan in een kamer van ca. 4x4m.
Maar goed, wil je de temperaturen halen zoals hierboven beschreven, dan heb je zo'n 2x dat oppervlak nodig. :)

Super interessant onderzoek!

Hmmz, men gaat in dit stukje niet in op het feit dat de voor dergelijke experimenten gebruikte laserapparatuur nog behoorlijk groot is en daarbij behoorlijk stroom vreet.

Er zal dus allereerst een compacte kleine laser moeten worden uitgevonden die een vrijwel jitter vrije straal moet produceren ivbm het op de juiste momenten raken(afremmen) van de gebruikte atomen.
Alleen dat is al een behoorlijk groot probleem.
Afgezien nog van het feit dat voor een beetje leuke chip je al een paar miljoen atomen onafhankelijk van elkaar op hun plek moet gaan laseren.
Al met al moet er dus nog heel wat gebeuren voordat we kunnen QuantumQuaken :)

gebruikte laserapparatuur nog behoorlijk groot is
Da's niet perse zo. De lasers die ik gebruik om rubidium te koelen zijn gewoon diode lasers. Die heb je in je CD speler ook. Goed, ze zijn iets feller, maar een kastje van 5x5x10 cm met een laser diode kost je zo'n 100 Euro. Valt wel mee dus.
Het hangt er net vanaf welke golflengte (oftewel kleur) je nodig hebt. Voor natrium bijvoorbeeld heb je wel grotere lasers nodig, die bestaan meestal uit twee onderdelen. Elk zo'n 1,5 x 0.3 x 0.4 m. Dat is al wat lastiger, maar vooral omdat ze met vloeistof werken en dus wel eens alles onderspetteren.
«  1  2  3  »

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Volgende 22:19
Vorige 20:27
VNU Media logo Powered by True

© 1998 - 2008 Tweakers.net - Alle rechten voorbehouden

Uitgever van: