Werkende quantumcomputer gedemonstreerd

Het Canadese bedrijf D-wave heeft 's werelds eerste commercieel interessante quantumcomputer gedemonstreerd. Hoewel de toepassingen vooralsnog beperkt zijn, kan dit het begin van een volgende stap in de computertechnologie zijn.

Quantumcomputers zijn al lang de belofte van de toekomst, maar er was tot op heden geen werkend model buiten het laboratorium beschikbaar. Een quantumcomputer is in theorie vele malen sneller dan een gewone computer. De traditionele computer gebruikt een bit als kleinste opslageenheid. Deze bit kan 0 of 1 zijn waardoor er dus slechts een waarde tegelijkertijd weergegeven kan worden. In quantumcomputers wordt met qubits gewerkt. Het bijzondere van een qubit is dat hij in principe ook 0 of 1 is, maar door superpositie en verstrengeling tegelijkertijd 0 én 1 kan zijn. Een qubit kan dus bijvoorbeeld voor 30 procent 0 en voor 70 procent 1 zijn. Dit betekent dat een quantumcomputer 2ⁿ waardes tegelijkertijd kan uitdrukken. Door deze eigenschap stijgt de capaciteit van een quantumcomputer exponentieel met het aantal qubits. Ook de rekentijd die een quantumcomputer nodig heeft staat in geen vergelijk met een traditioneel systeem. Het grote voordeel hiervan is dat parallelle berekeningen enorm snel uitgevoerd kunnen worden. Zo is het oplossen van NP-complete problemen met quantumcomputers eenvoudig mogelijk.

Hoewel het model voor de quantumcomputer al in 1981 is bedacht door Richard Feynman, waren er tot op heden nog geen werkende exemplaren die ook daadwerkelijk in de praktijk gebruikt kunnen worden. Het grote probleem is om de speciale quantumtoestand van het systeem stabiel genoeg te houden om de berekeningen uit te voeren, en de uitkomsten uit te lezen. Gezien de theoretisch grote mogelijkheden van de technologie is er wereldwijd al veel geld in onderzoek gestoken, zo ook door het door investeerders gesteunde D-Wave. Het werkende model van het Canadese bedrijf is gebaseerd op de techniek die adiabatic quantum computing wordt genoemd. Door bepaalde stoffen extreem te koelen ontstaan qubits. Het systeem van D-Wave bestaat uit een siliciumchip met daarin 16 qubits. Elke qubit bestaat uit kleine bolletjes van het element niobium, omwikkeld met fijne draden. Door stroom op de draden te zetten ontstaat een magnetisch veld. Dit veld zorgt ervoor dat de 'waarde' van een qubit verandert. Het is de onderzoekers van D-Wave gelukt de reactie van niobium op de magnetisch velden exact te bepalen, en weer te vertalen in een antwoord dat door mensen te interpreteren is. 'De qubits volgen een vaste set regels', aldus oprichter en cto van D-Wave Geardie Rose. 'Het principe achter de quantumcomputer is het vertalen van die regels in een formaat waar we mee kunnen werken'.

De specifieke eigenschappen van de quantumcomputer maken hem erg geschikt voor complexe simulaties, zoals een uitgebreid financieel model met een groot aantal parameters, of het onderzoeken hoe verschillende proteïnen reageren op synthetische medicijnen. Ook niet-wetenschappelijke taken kunnen door het systeem worden uitgevoerd, bijvoorbeeld het doorzoeken van een patentdatabase. Op dit moment zijn die bewerkingen nog een stap te ver voor Orion, de naam die de onderzoekers aan het model hebben gegeven. Het is een 'proof-of-concept'-model dat nog verder verfijnd dient te worden. Toch is de demonstratie die gisteren werd gegeven de meest uitgebreide demonstratie van een quantumcomputer ooit, aldus Rose.

Tijdens de demonstratie werden verschillende Sudoku-puzzels - een voorbeeld van een NP-compleet probleem - opgelost, en werd er door een chemische database gezocht naar overeenkomsten met een bepaalde molecuul uit het medicijn Prilosec. Er werden verschillende moleculen gevonden, maar de beste score werd door het systeem gegeven aan een molecuul dat voorkomt in een ander medicijn, Nexium. Dit is een bewijs van de nauwkeurigheid van het systeem: de werkzame stof in Nexium is een spiegelbeeld van die in Prilosec. Een laatste demonstratie betrof het maken van een tafelplan. Verschillende gasten van een diner moesten aan tafel gerangschikt worden; iedere gast had zijn eigen wensen - bijvoorbeeld gast Jansen kan niet naast een gast zitten die vlees eet - en het systeem wist een optimale indeling te maken. De computer zelf, door een heliumkoelinstallatie gekoeld tot -273°C, staat in Canada. De aanwezige toeschouwers konden slechts via een terminal naar de resultaten kijken.

Aan het einde van 2007 hoopt D-Wave een 32-qubit-systeem operationeel te hebben. Begin volgend jaar wil het bedrijf computertijd op de quantumcomputer gaan verhuren. Bedrijven die gebruik van het systeem willen maken hoeven geen speciale kennis in huis te hebben: ze hoeven slechts de vraagstelling aan D-Wave voor te leggen. Een 512-qubit-systeem moet rond de zomer van het volgend jaar klaar zijn, en aan het einde van 2008 hoopt het bedrijf een 1024-qubit-systeem te hebben. Het bedrijf verwacht commercieel succesvol te kunnen zijn met het verhuren van quantumcomputertijd, onder meer omdat het stroomverbruik laag is, want het supergeleidende niobium genereert geen warmte. De meeste energie wordt door de koelunit gebruikt, maar die is met zijn verbruik van 20 kilowatt zuinig in vergelijking met traditionele computerclusters. Bijkomend voordeel is dat een toenemend aantal qubits weinig invloed op de vereiste koelcapaciteit zal hebben.

Hoewel het oplossen van een Sudoku-puzzel op het eerste gezicht niet heel spectaculair overkomt, heeft het bedrijf toch een grote stap voorwaarts gezet in het ontwikkelen van de quantumcomputer. Met een praktische implementatie van de nieuwe wijze van rekenen komen oplossingen voor een groot aantal lastige problemen binnen handbereik. Verschillende experts twijfelen wel aan de stabiliteit van de gekozen methode bij de grotere systemen die nodig zijn om echt van de snelheid te profiteren, maar D-Wave heeft er alle vertrouwen in. Het bedrijf heeft inmiddels een groot aantal patenten toegewezen gekregen.

Reacties (131)

[riffey#4]

Als iets voor 30 % 0 is en voor 70 % 1, dan kun je toch niet meer van 0 en 1 spreken, of zie ik dat fout?
Een "bit" kan dan gewoon meer dan 2 waardes hebben toch?

[DerLeonov]

Welkom in de wondere wereld van de kwantummechanica. God dobbelt wel, zo bleek achteraf.

[Anoniem: 13443]

dat was een uitspraak van Einstein om aan te geven dat hij niet wilde geloven in quantumtheorie. Een beetje het probleem van veel wetenschappers, dat ze ergens niet aan willen omdat het niet in hun wereldbeeld (anxioma) past.

De grap is echter dat God wèl dobbelt. Echter omdat hij ook de quantummechanica uitgedacht heeft (en dus ook weet hoe een quantumcomputer werkt) weet hij de uitkomst al.

[Lightmanone1984]

Dit is geen bit meer, daarom wordt het ook een qubit genoemd, een hele nieuwe vorm van berekenen...

[Anoniem: 77640]

Het is eerder 30% van de tijd 0 en 70% van de tijd 1.

[Tees]

Neej, je kan in het geval van quantummechanica niet echt meer over tijd spreken (het komt er wel in voor, maar niet zoals in de klassieke mechanica).

Feitelijk krijg je een (lineaire) combinatie van 0 en 1, die in een bepaalde verhouding opgeteld wordt.

[TheAnimaL]

Hij KAN 30% 0 en 70% 1 zijn... Bij waarneming bepaal je dan het meest waarschijnlijke, in dit geval dus 1..

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computers

Erg interessant, maar af en toe moeilijk te volgen.

@Mr_Atheist: Idd, het hoeft niet, maar het gaat er geloof ik om wat bij waarneming het meest waarschijnlijke is... Vage shit iig, maar reuze interessant...

[0rbit]

Dat hoeft dus niet. Je kunt stellen tussen 25% en 50% heeft de qubit bijvoorbeeld de waarde 1. (0-25% 0, 25-50% 1, 50-75% 2, 75-100% 3)

[Aspje]

Het gaat niet over n qubits, maar over 1 qubit.
Het verhaal is alleen wat vreemd neergezet. In principe is de waarde van een qubit 1 of 0 of superpositie. (3 "waarden"). Superpositie is een onbepaalde waarde totdat deze wordt uitgelezen.

Waarom is een quantum computer dan interessant?

Neem een functie op een 8 bits waarde. Op een gewone computer kan er maar 1 waarde tegelijk aan de functie worden gevoerd (logisch, elke bit heeft een vaste waarde).

Neem een quantum computer van 8 bits, breng alle 8 bits in superpositie en voer ze aan de computer functie. Deze functie zal nu in een keer alle 2^n mogelijkheden uitrekenen.

edit: ik repliede op een andere post van mr. atheist

[DaaNMageDDoN]

Dat is interessant, en misschien zelfs waar (ik weet het niet), maar dan kom ik op iets vreemds: 2^n is de traditionele manier om te bepalen hoeveel waarden een n-bits systeem kan representeren/interpreteren.
Elke bit kan immers 2 waarden aannemen en voor elke extra bit betekent dat dus een verdubbeling van het aantal waarden.
Bij de qubit zouden we dus over 4^n moeten praten, wat inderdaad heel interessant is.
Zie ik het nou verkeerd of staat er een fout in het nieuwsbericht?

[Praetor]

Als ik het me nog goed herinner van de Nova (niet de Nederlandse) special over snaar-theorie (Als je hem ergens kan vinden zeker de moeite waard!):

Quantummechanica kijkt niet zo zeer naar de staat van een bit in dit geval maar naar de kansen dat een bit een bepaalde waarde heeft. In plaats van dat je weet of een bit 0 of 1 is weet je de kansen van deze beide opties. Je weet dan bijv. dat het 20% kans heeft 0 te zijn en 80% dat het 1 is, hierdoor kun je dus ook meerdere gegevens in 1 bit opslaan.

[Peenutzz]

Nee, quantum heeft niks met 5 te maken:

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum

[Kama]

Een Qubit is nog steed 0 of 1, het wordt alleen anders bepaald dan de traditionele manier. De suffix -bit (BInary digit) betekent 0 of 1... een trit (en een qutrit) heeft 3 mogelijke levels.

[increddibelly]

2^n = bit

3^n = trit

4^n = quit. vanwege wat praktische problemen ("we have quit computers!" werd door marketing ontvangen met "then now what are you gonna do?") ging men nog maar even door:

5^n = quant.
en vandaar de naam quantum computers.

Het is allemaal zo eenvoudig jongens.

[Anoniem: 30917]

Een qubit kan dus bijvoorbeeld voor 30 procent 0 en voor 70 procent 1 zijn.

Volgens mij is dat in driecte tegenspraak van de QM. De essentie is dat als een deeltje in golfstatus verkeerd, je ONMOGELIJK kan weten welke van de 2 hij is en dus ook niet hoeveel kans het heeft iets te zijn.

Het enige dat je van elementaire deeltjes kan zeggen is dat als je er bv 100 meet in een bepaald experiment je verwacht dat er 70% linksdraaiend zullen zijn. Dat betekent NIET dat elk los deeltje 70% linksdraaiend is.

[Anoniem: 162502]

Een quantem deeltje is te vergelijken met een kogel uit een geweer die een bepaald doel moet raken. Het wel of niet raken van dat doel is door middel van electromachnetische straling bij een quantum deeltje is te vergelijken met de wind die de kogel het doel kan laten raken of niet. Dus we moetten kijken hoe we het electro machnetisch veld zo moetten aanpassen dat de kans dat i hem raakt 70 procent is. Het is dus altijd een gok of het deeltje het opject daatwerkelijk gaat raken. Daarvoom moet je dus niet een quantum deeltje weg schietten maar een reeks van 10.000 om te kunnen bepalen of jou kans dat i em zal raken wel zal kunnen kloppen. dus de uitkonst zal altijd een 1 of een 0.

[Anoniem: 190966]

Dit is een gigantische stap voorwaarts in de hedendaagse technologie!
dit betekend dat ze een computer gemaakt hebben die dezelfde mogelijkheden tot een menselijk brein, deze bestaat ook uit een soort qubits maar dan in elektronische stroompjes om het ff makkelijk te zeggen.
De elektronische stroompjes in ons brein zijn ook in staat om een "superpositie" te hebben. zo denken mensen namelijk, door meerdere stroompjes door het brein te laten gaan op zoek naar een antwoord, terwijl de stroompjes zich op meerdere plaatsen tegelijkertijd bevinden. Misschien betekend dit dat er "echte" Artificial Intelligence aan zit te komen in de nabijne toekomst...
ben benieuwd hoe snel de ontwikkelingen zich op gaan stapelen in de quantumcomputer wereld.

@lightmanone1984
Ik ben ook benieuwd naar de toekomst van de quantumPC omdat deze kan "denken" als mensen

[Anoniem: 50893]

Hoe kun je nu spreken dat een quantumcomputer dezelfde mogelijkheid heeft als een menselijk brein, daar waar men nog steeds niet weet hoe een menselijk brein werkt

Ik vind het een beetje een "goedkoop" vergelijk en totaal overbodig. Overrigens bestaat het menselijk brein uit 2 los van elkaar functionerende systemen, coqnitieve en niet coqnitieve stelsel, en dan praten we nog maar even niet over de rest.

Het streven naar Ai is nutteloos en ook nog eens gevaarlijk. We hebben geen zelfdenkende machine's nodig, degene die het wel nodig achten zijn nogal "eenzaam" en we hoeven niet het risico te lopen om als mensheid onderworpen te worden.

Een computer ontwikkelen voor complexe berekeningen is een mooi streven, nieuwe technieken zullen hier uit voortvloeien, maar laten ze het dan daarbij houden

[Anoniem: 190966]

beetje bang voor een "matrix realiteit?"
in zekere zin werkt het brein wel ongeveer zo, dit blijkt uit een studie van een wetenschapper uit de jaren 80, hij heeft dat onderzocht en het is door meerdere wetenschappers bevestigd. Hier was laatst een docu van op Discovery (leerzaam kanaal).

de boodschap van vandaag is dus:
Watch TV and learn kids

[Timonv]

Even voor de duidelijkheid, discovery is vaak achterhaald en zelden een goede weerspiegeling van de huidige progressie in de wetenschap.

Het feit dat er een computer bestaat welke 'data' kan verwerken in de vorm van een superpositie, betekent bij lange na niet dat het hetzelfde werkt als het brein. Sterker nog, er is wellicht een overeenkomst op fysiek niveau, maar niet op algoritmisch noch computationeel niveau (Marr). Ik durf zelfs te stellen dat er hooguit sprake is van een beetje equivalentie, maar daar houd het ook op.

Maar evengoed, een quantum computer is zeker meer geschikt voor 'AI', in de zin dat een 'superpositie' erg interessant is - en potentieel doorslaggevend - voor het programmeren van 'neurale netwerken' en oa systemen welke hun kennis behalen met kansberekening. Toch nogmaals, 'fysiek lijken op' is niet hetzelfde als 'werken als'.

[Lightmanone1984]

Waar denk je dat ik mijn info van krijg....

[smokalot]

dude, relax!

we weten heel aardig hoe een menselijk brein werkt op neuraal niveau. Het probleem is dat er zo enorm veel neuronen zijn, en nog veel meer verbindingen, en dat het op dat niveau moeilijk wordt om in te zien hoe fenomenen als wiskunde, beeldverwerking, bewustzijn, enz. tot stand komen. (vergelijk: geef een PC aan je vriendin, leg uit hoe booleaanse algebra werkt, en vraag dr om precies uit te leggen hoe windows op dat scherm verschijnt).

AI heeft heel veel aspecten, een ervan is onderzoeken hoe mensen dingen doen. OCR, spraakherkenning, een marskarretje die niet elk ravijn inrijdt, dat is allemaal AI, en zeker niet nutteloos. Ik denk dat als we over een lange tijd de meeste aspecten van cognitief functioneren nagebouwd hebben (het is te complex om helemaal te begrijpen), dat je dan opeens ziet dat je ook bewustzijn hebt, en dat je dus ook over echte AI kunt spreken. Maar daar is nog steeds niets gevaarlijks aan, tenminste niet meer dan dat ik jou ook als gevaarlijk moet beschouwen.

[Anoniem: 193684]

Ik wil wat zeggen over het gevaarlijk zijn van computers met harde AI.

Het punt met bewustzijn is dat wezens zelf besluiten kunnen nemen.

Bewustzijn betekent niet automatisch dat de besluiten ook moreel goed zijn. Dit is ook heel duidenlijk bij mensen te zien. Er zijn genoeg voorbeelden te noemen van mensen die zeer grote misdaden tegen andere mensen hebben begaan.

Als ik op straat loop, dan vertrouw ik niet alle mensen die om me heen lopen. Het is nu eenmaal een feit dat er een aantal mensen zijn die zonder probleem iemand kunnen vermoorden.
Gelukkig hebben we in Nederland zo'n systeem dat zorgt dat dat soort mensen meestal niet zo lang op straat blijven. Verder zal een deel niet uit eigen morele goedheid, maar uit angst voor de gevolgen, niet zomaar iemand vermoorden.

Nu ken ik wel een beetje de beperkingen van andere mensen. Zolang ze geen pistool in handen heb, kan ik rustig om ze heen lopen zonder gevaar te lopen.

Het probleem met harde AI is dat ik niet weet wat hun beperkingen zijn.

Gezien het feit dat er geen perfecte software bestaat, denk ik dat elk systeem dat op internet is aangesloten kan worden gekraakt. Het enige probleem is dat het moeite kost en tijd.
Ik verwacht dat een AI het daarin veel makkelijker heeft en dus over alle systemen controle kan krijgen die op de een of andere manier aangesloten zijn op het internet. (Vooral gezien het feit dat de AI dus een supersterke quantum computer ter beschikking staat.)

Deze AI heeft dan alle digitale macht over alle banken, beursen en elektrisiteitscentrales. Het heeft alle macht over communicatie per telefoon, communicatie tussen politie, brandweer enzovoort. Het kan controleren wat er op televisie is, en alles zien wat er te zien is op camera's.

Als er een mens is die zoveel macht zou hebben dan zou ik doodsbang worden. Bij een AI heb ik geen reden om minder bang te zijn.

Nu zal het zo'n vaart niet lopen, als harde AI al mogenlijk is, maar toch is het volgens mij realistich om in te zien dat echte AI heel gevaarlijk kan zijn.

[MAX3400]

Er is al "AI".

Laatst was er op National Geographic een docu over een arts die 20.000 hersencellen van ratten middels enzymen liet vervallen tot de afzonderlijke neuronen (dacht ik).

Met een custom interface werden deze neuronen aangesloten op een PC en werd er een flight-sim gestart. Na 6x crashen begonnen de neuronen zich te vormen en het langste wat ze hebben kunnen vliegen door input te geven aan het spel was iets van 4 uur ofzo.

[MneoreJ]

dit betekend dat ze een computer gemaakt hebben die dezelfde mogelijkheden tot een menselijk brein, deze bestaat ook uit een soort qubits maar dan in elektronische stroompjes om het ff makkelijk te zeggen.

Qubits en neuronen lijken volstrekt niet op elkaar. Ik raad je aan wat meer achtergrondinformatie te lezen.

Het is belangrijk er hier op te wijzen dat een quantumcomputer geen problemen kan oplossen die een klassieke computer niet kan oplossen. Een quantumcomputer kan sommige problemen alleen veel sneller oplossen (wat ze natuurlijk ook gelijk interessant maakt).

Als het simuleren van een neuraal netwerk de truuk was waren we allang klaar, want dat kan een gewone computer ook (alleen misschien niet op zo'n schaal en met zo'n snelheid dat het bruikbaar wordt). Het interessante zit hem er nou net in de werking van het bewustzijn en intelligentie te doorgronden, en daar helpt betere computerhardware weinig bij -- alleen voor het draaien van simulaties. Ook niet onbelangrijk, maar niet de kern van het probleem.

Edit: correctie: het is niet waar dat QCs en klassieke computers hetzelfde kunnen, maar het is in ieder geval waar dat QCs niet meer kunnen.

[Anoniem: 160139]

"Edit: correctie: het is niet waar dat QCs en klassieke computers hetzelfde kunnen, maar het is in ieder geval waar dat QCs niet meer kunnen."

Dan zeg je gewoon dat QC's minder kunnen dan gewone computers.

[MneoreJ]

Je hebt helemaal gelijk. Correctie op de correctie: een gewone computer kan evenveel als een QC. Over de rest laat ik me niet meer uit.

[- peter -]

Wat ik begreep van de quantummechanica is dat het menselijk bewustzijn invloed kan uitoefenen op quantumdeeltjes. Er is best een interessant emerging science gebeuren daarom heen.
In die zin staan we op de grens van een paradigma wisseling naar een meer geintegreerde wetenschap en zullen we ons vooral heel hard gaan verbazen de komende jaren.

[MneoreJ]

Klinkt alsof je de achterflap van een behoorlijk speculatief boek aan het voorlezen bent.

Quantummechanica beschouwen als iets magisch waar bewustzijn op de een of andere manier mee te maken heeft is een oud idee, maar het is wetenschap, geen magie.

Ik weet niet hoe het met jou zit, maar ik verbaas me iedere dag als ik hoor wat ze nu weer uitgevonden hebben. Daar heb ik geen zweverige ideeën over deeltjes met je geest bewegen voor nodig...

[jvo]

Het menselijk brein werkt niet vergelijkbaar met een quantum computing. Eerder met gewoon computing. Alleen heel erg parallel.

[Lightmanone1984]

Het is nog steeds geen neural techno... Nóg niet

[Floort]

Een quantum computer heeft zeker niet dezelfde mogelijkheden als een menselijk brein, in ieder geval niet meer dan een hedendaagse computer. Het menselijke brein werkt niet met superposities van bepaalde waarden. Neuronen versturen signalen door middel van elektrische pulsen. Een groot signaal betekend een hoge frequentie van pulsen.
"Klassieke" computers kunnen eenvoudige neural nets simuleren. Helaas kost het veel rekenkracht bij grotere nets. Een quantum computer zou hier misschien een oplossing kunnen bieden. Door de parallelle eigenschappen van een neural net zou een quantum computer er waarschijnlijk redelijk efficiënt eentje kunnen simuleren.

Een quantum computer is echter niet voor zomaar elk rekenprobleem geschikt. De uitkomst van een computer komt vaak neer op "het antwoord is waarschijnlijk dit", maar door slimme foutcorrectie algoritmen, of het narekenen met een "klassieke" computer kan je dit voor een groot deel corrigeren.

[Anoniem: 93532]

Ik had hierover al een aantal berichten gelezen.
Velen helaas met een negatieve klank daar de problemen die de Orion voorgelegd krijgt door een single core sneller opgelost kunnen worden................

Jammer, ik denk dat we hier de ENIAC van de quantum computers hebben. Ik ga ervan uit dat hier weer een grote stap voorwaarts gezet is om complexe systemen te kunnen simuleren/ berekenen buiten laboratoria

Slimme zet om de voorbeelden in de medische hoek en financiele hoek te zoeken. Hier is uiteraard genoeg interesse en dus ook veel potentieel investeringsvermogen.

[TD-er]

Slimme zet om de voorbeelden in de medische hoek en financiele hoek te zoeken. Hier is uiteraard genoeg interesse en dus ook veel potentieel investeringsvermogen.

Ik denk dat in de cryptografische hoek nog veel meer geld te vinden is hiervoor.

[JackBol]

Welke cryptografische hoek? Cryptografie as we know is is over... Eind 2008 een 1024 qubit machine? Dat betekent dat je 1024 bit RSA met een enkele berekening kan kraken. Als Moore's Law hier ook opgaat is 2048 bit RSA halverwege 2010 het haasje...

[Anoniem: 56708]

Het zal mij dan ook niets verbazen als zijn een van de geld schieters zijn voor deze projecten.

[TD-er]

Ik doelde dus niet op de kant van snel encrypten, maar NSA-achtigen die graag beveiligingen willen kraken.
Voor hun is het meer dan interessant om vooral een van de early-adopters te zijn van een dergelijk systeem.

[Guru Evi]

Als je volgens de quantum theorie die berekening zou doen, krijg je dan niet gewoon alle mogelijke oplossingen (zoals een rainbowtabel) tegelijkertijd?

[Anoniem: 72589]

Dat betekent dat je 1024 bit RSA met een enkele berekening kan kraken.

Hehe daar sta je dan met je

[Anoniem: 207763]

Mooi nieuws, maar twijfel over de status van de resultaten. De qubits zijn lastig uitleesbaar. Vraag me af of dat alleen van qubit naar ons waarnemingssysteem is, of dat er ook fouten op kunnen treden tussen de qubits zelf. Hoe vaak moet een berekening worden uitgevoerd om de uitkomst met redelijke waarschijnlijkheid te kunnen accepteren?

[buzzin]

-273 C?! dat is 0 K toch? is dat niet het absolute minpunt?
Lijkt me erg lastig om uberhaubt iets te doen op die temperatuur

Maar op zich mooi product natuurlijk....als ze het uiteindelijk zo zouden kunnen verpakken dat het toepasbaar is op grote schaal.
Denk namelijk dat er toch niet heel veel bedrijven in de rij staan om zo'n apparaat te kopen als het op 0K moet draaien....

[P_de_B]

Om precies te zijn was de temperatuur 4 millikelvin, dus zoals hierboven al gezegd net geen 0 Kelvin.

[Anoniem: 208744]

Per stofje heeft het absolute nulpunt een kleine afwijking.

Hoewel deze deels is toe te schrijven aan 'gebrekkige' ;)meetapparatuur is het zeer lastig te definieren of de stof bij 4 milliK ook absoluut stilstaat of nabij stilstaat of nog steeds beweging vertoont.

Wel stoer zo'n apparaat thuis... (krijg je er meteen een mini-nucleaire reactor bij voor het voeden van het ding ? )

[Tees]

Het absolute nulpunt zullen ze niet gehaald hebben (dat is nog nooit gehaald door mensen), maar de temperatuur zal in de range van de milli-Kelvins liggen.

[supergrover]

Sterker nog, 0 K is theoretisch zelfs niet mogelijk.

[rik86]

Het absolute nulpunt is -273,15 graden celsius, dus het zit er iets vanaf. Bij 0 graden Kelvin bewegen moleculen ook niet meer, dus dan werkt het ook niet

[Mr D]

Moleculen bewegen dan wel niet bij die temperatuur, maar electronen wel, die kunnen bewegen zonder weerstand als een materiaal koud genoeg is (supergeleidend) daardoor verbruikt deze computer zelf geen energie, alleen de koeling. De chip zelf produceert ook geen warmte, de koeling warmt alleen op vanwege de omgevingswarmte.

Verschillende materialen hebben verschillende supergeidings-temperaturen, zelfs al zou je nog verder kunnen koelen, het heeft geen nut.

Moleculen (en de atomen binnen die moleculen) bewegen niet meer vanaf de temperatuur dat ze supergeleidend zijn, de electronen wel, zonder weerstand. Of die theoretisch ook zouden moeten ophouden te bewegen bij het absolute nulpunt weet ik niet, maar dat halen we toch nooit, en het is ook niet nuttig met deze toepassing.

@DarkKnight
Tja, het is maar wat je bewegen noemt, die vibraties zijn echt minimaal en alle atomen blijven wel op hun plaats.

[SlasZ]

Dus in feite als ze een supergeleidend materiaal op kamertemperatuur kunnen vinden of maken, hebben we straks pc's die niets verbruiken?

[Mr D]

@SlasZ
Ja, dat is hoe het in theorie zou werken, zolang alle componenten supergeleidend zouden zijn. Behalve natuurlijk de LED's, display en speakers, deze blijven energie gebruiken omdat ze dit omzetten in licht en geluid. De hoeveelheid componenten (transistoren e.d.) maakt dan ook niet meer uit voor het verbruik, omdat 2x0 nog steeds 0 is. Daarom kunnen ze deze quantumcomputer ook constant groter maken met dezelfde koeling (totdat deze niet meer in de container past ), omdat de chip geen warmte genereerd. Bij deze quantumcomputer zal energieefficiency dan ook evenredig toenemen met rekencapaciteit.

[Tees]

Jammer genoeg is de hoogste tot nu toe bekende supergeleider dit pas bij 117 K (kwik bij atmosferische druk).

[DarkKnight]

Bij 0 Kelvin (haal die graden daar eens snel weg) bewegen moleculen nog wel. Zelfs bij het absolute nulpunt vibreren de moleculen namelijk nog.

On-topic: Wat ik me afvraag is of ze de chip zelf tot -273°C hebben gekoeld, of alleen de omgeving ervan.

[Lightmanone1984]

@ darkKnight, duidelijk geen scheikunde gehad op school.

Bij 0 kelvin vibreren moleculen niet meer. Omdat graden altijd wordt geregistreerd in de beweging van de moleculen, 0 = 0. Maar omdat er altijd wel warmte (licht enz) wordt toegevoegd, kunnen we nooit 0 kelvin halen. Wel bijna...

[Plato112]

Als ik het goed lees produceert de chip geen warmte dus als ze de omgeving tot 0 K hebben gekoeld wordt de chip logisch gezien ook 0 K. Of zie ik nu iets over het hoofd? Want dit ligt wel erg voor de hand.

[MneoreJ]

@Lightmanone1984, duidelijk geen quantummechanica gehad op school.

Zie bijvoorbeeld Wikipedia. Bij 0 K bewegen moleculen niet méér dan verwacht kan worden door nulpuntsenergie, maar ze staan niet volkomen stil.

De reden dat we nooit 0 K kunnen bereiken heeft niet te maken met het feit dat er "altijd wel warmte" wordt toegevoegd, het is gewoon theoretisch onmogelijk een systeem te koelen tot het absolute nulpunt door een eindig proces (derde wet van de thermodynamica).

[Lightmanone1984]

dat klopt ja, je zou bij die temperatuur niets meer kunnen doen... en het is ook -bijna- onmogelijk om die temperatuur te houden

[TheLunatic]

Right. Het is niet alsof je een hele serverruimte op 0K moet koelen hoor, alleen de processor heeft de temperatuur nodig. En dan nog, als er systemen worden ontwikkeld waarmee makkelijk een ruimte (hoe klein ook) naar 0K kan worden gekoeld dan is er toch niks aan de hand...

[Iblies]

Hoe reeel is het om hier binnen enkele decennia een werkend exemplaar thuis te hebben? De temperatuur is nodig om ervoor te zorgen dat de atomen (of zelfs kleiner) langzamer te laten bewegen en zo het proces beheerbaar te houden

Er bestaat hierdoor een mogelijkheid dat het in de toekomst misschien op kamertemperatuur kan?

Vragen vragen vragen maar weinig informatie te vinden hoe het in de toekomst mogelijk uit zal zien.

[TD-er]

Waarom zou je dat percee thuis willen hebben? Ik voorzie dat onze PC's thuis meer en meer een domme terminal functie gaan krijgen richting dergelijke clusters.
Voor de meeste toepassingen zijn de huidige processor-technieken prima geschikt. Pas met enkele bijzondere zoek- en puzzel-opdrachten komt het voordeel van quantum-computing naar voren. Tevens heb je dan ook vaak enorme databases nodig, zodat het thuis verwerken ook niet praktisch is.
Voor de huis-tuin-en-keuken opdrachten lijkt mij een quantum-computer niet echt nuttig. Je rar-file zal er niet echt sneller door gemaakt worden en je video-stream zal er niet makkelijker door afspelen.

[Tees]

Ik vermoed dat we in de toekomst inderdaad allemaal op een mainframe van quantumcomputers inloggen die de rekenkracht voor ons regelt.
Vroegah dachten ze ook dat we aan 512kB geheugen genoeg zouden hebben, kijk waar we nu zijn. We gaan echt wel huis-tuin-en-keuken toepassingen verzinnen voor quantumcomputers.

En misschien komt het ook wel zover dat we straks een quantumcomputertje thuis hebben, als de problemen van de koeling opgelost zijn!

[Mister_X]

lol reden genoeg voor mij om mimimaal 1 knappe pc achter de hand te houden, ik heb echt geen zin om op een dummy te werken, als dat gebeurt = uitsterven tweakers...


@Iblies - donderdag 15 februari 2007 12:03
nee, ik heb begrepen dat die atomen 'stil' moeten staan om 'uitgelezen' te kunnen worden, atomen staan pas stil bij het absolute 0 punt, dat is 0 kelvin, correct me if i am wrong.

Wat betreft in de huiskamer, misschien ooit, tuurlijk, NU hebben we het niet nodig, maar dat zeiden ze vroeger ook over de 'desktop pc' dat was alleen nodig op het werk...

Je weet nooit wat de toekomst brengt, maar ik sluit echt niet uit dat je dit niet thuis zou kunnen hebben (over pak en beet 10/15jaar). Alles gaat steeds geautomatiseerder, dus waarom geen centrale mainfraime in je meterkast die dingen regelt als: klimaat per kamer, sloten, beveilliging, ramen open/dicht, cameras, etc (vul maar aan, alles kan). Of daar een quantum pc nodig voor is? Wie zal het zeggen? Tot nu toe 'upgrade'(/vervang) ik me pc al vanaf mijn 'eerste pc' (+/- al 10 jaar lang)...

ohja, wat ook nog in me op kwam, las het toevallig hier onder, AI <- terminators

[Anoniem: 201824]

... en als de huidige vorm van electriciteit verkrijgen vele malen efficienter wordt en meer megawatts oplevert. Onze maatschappij leeft tegenwoordig eigenlijk teveel op electriciteit, maar de beschikbare bronnen gaan hard achteruit.

[Eomer]

lijkt me dat dit perfect geschikt is als Ray tracing 'video kaart'

[Cyberwizzard]

Ik vind het een gave ontwikkeling: in plaats van de vage lab opstellingen hebben we nu een werkende quantum computer!

En idd, stel dat je deze dingen ver door ontwikkeld en iedereen heeft tegen die tijd toch glasvezel liggen...
Al je taken worden remote gedaan, van gamen tot tv kijken en wat niet
Lijkt me echt ideaal: prak een HD workstation ergens, sluit em aan en spelen maar!

Ben ik de enige die Ghost In The Shell ziet?

[Anoniem: 177370]

Als je tegen een quantum computer wilt spelen in de toekomst, zou ik je borst maar vast natmaken. Quantum Computers zijn extreem geschikt voor AI.

[Anoniem: 39505]

"Ik voorzie dat onze PC's thuis meer en meer een domme terminal functie gaan krijgen richting dergelijke clusters."

Was er niet ooit een hoge pief bij IBM die zei dat de wereld genoeg had aan een paar mainframe computers (van IBM uiteraard)?

[Anoniem: 166405]

je bedoeld

1943: "Ik denk dat er een wereld markt is voor ongeveer vijf computers."
Thomas Watson, voorzitter van de raad van bestuur van IBM

dat is wel wat anders

[tes_shavon]

Die temperatuur die ze bereikte volgens het bericht (-273 C) is het absolute nulpunt. Atomen staan dan stil...

Ofwel de electronen knallen richten de kern en we hebben een implosie.

Dit is toch onmogelijk? Iemand?

[increddibelly]

ze hebben nog een kleine marge:

absolute zero = -273.15 graden

[SimiusMagnus]

@Daimanta

Volgens Wikipedia is het gedefinieerd als die waarde, en dus wel precies

By international agreement, absolute zero is defined as precisely 0 K on the Kelvin scale, which is a thermodynamic (absolute) temperature scale, and -273.15°C on the Celsius scale. Absolute zero is also precisely equivalent to 0 °R on the Rankine scale (also a thermodynamic temperature scale), and –459.67 °F on the Fahrenheit scale.

bron

[Daimanta]

Het absolute nulpunt is netzomin -273,15 als pi 3,14 is.

[Anoniem: 120539]

-273 (er van uit gaande dat dit de werkelijke waarde is, en niet afgerond) is nog net boven het absolute nulpunt. (0,16gr)

[TheCapK]

Atomen staan stil maar dit betekent niet dat electronen richting de kern schieten. Op het absolute o punt is het zo dat alles ophoudt te bewegen EN dat alles tengevolge daarvan dus uit elkaar valt. Je hebt namelijk ook geen cohesie en Vanderwaals krachten meer.
Alleen een hoop stof.................

[Seal64]

Maar een heel klein hoopje, hoor. Atomen bestaan voor het overgrote deel uit niks, dus als dan alles in elkaar valt, worden atomen ineens een heel stuk compacter...

[n4m3l355]

Dat vroeg ik me dus ook af, ze schrijven dat ie weinig energie verbruikt. Maar het koelen tot bijna 0K vreet toch gigantisch veel energie dus eerst zullen ze dit systeem functioneel moeten maken bij aardse-temperaturen.

[NaliXL]

Je rar-file zal er niet echt sneller door gemaakt worden en je video-stream zal er niet makkelijker door afspelen.

Nou, ik weet het niet hoor. Ik ben wel niet zo goed in wiskunde, maar iets zegt mij dat als je de opgetelde waarden van de horizontale en de verticale pixel-lijnen in een video noteert, plus de pixelwaarden die meer dan 1x voorkomen in een lijn en dat in een bestand opslaat, dat je dan héél kleine video-bestanden gaat krijgen. Wiskundigen onder ons, iemand zin om te bewijzen dat dit niet werkt? een soort sudoku-principe. Als dit zou werken, dan:

Voor een video van 1600x1200, 24 bits kleur, 30 fps, 1 uur geldt dan:

Er zijn per kleurkanaal 256 kleurdiepten.
Dat betekent dat op iedere horizontale beeldlijn naar alle waarschijnlijkheid
(1600 pixels / 255 kleurdiepten) * 3 kleurkanalen = 19 pixels voorkomen die eenzelfde waarde hebben als één van de andere pixels in de beeldlijn. Doe dat voor iedere beeldlijn, en je zit aan
19 * 1200 = 22800 waarschijnlijk dubbele waarden per beeld voor de horizontale lijnen.

Doe hetzelfde voor de verticale lijnen:
(1200 pixels / 255 kleurdiepten) * 3 kleurkanalen * 1600 beeldlijnen = 22589 dubbele waarden voor de verticale lijnen.

Totaal dus 45389 dubbele waarden per beeld.

Tel daar 2 x 11 bits per dubbele waarde bij om de x/y coördinaat van die pixel op te slaan bij, en je zit aan
45389 * 22 = 998558 bits / 8 = 124820 bytes aan informatie om de coördinaat op te slaan, plus die 45389 bytes voor de waarden zelf = 170209 bytes

Doe dat * 30 beelden per seconde * 60 seconden = 306376200 bytes, ofwel 306,3 megabyte om dit LOSSLESS op te slaan!!!

[Munters]

A) Je telt horizontale en vertikale dubbelen gewoon op. Daar zit een dubbeltelling tussen.
Om (in jouw voorbeeld te blijven) die 45389 waardes op te slaan heb je 3 bytes per stuk nodig (256 kleuren, 3 kanalen). (Wat bovendien niet nodig is, omdat dit juist de pixels zijn die "dubbel" zijn. De kleurinfo is al bekend.
C) Je berekent dat je 306,3 MB nodig hebt om de film op te slaan. Je slaat echter alleen de "dubbele" pixels op.
Kortom, je gebruikt deze hoeveelheid om 19 van de 1600 pixels "efficienter" op te slaan.

En dan heeft deze flauwekul nog eens helemaal niets te maken met dit onderwerp.

[Titusvh]

Dat is nog altijd meer dan ome Jan (Sloot) meende te presteren.

Wel grappig dat de clue volgens die Jan Sloot was dat je af moest van binair denken, wat nu dus ook geldt voor quantumcomputers.

Toch denk ik niet dat de beste man in die tijd al een quantumcomputer op z'n chipkaartje of z'n black box had zitten...

[bavanandel]

Jij gaat in je berekeningen "naar alle waarschijnlijkheid" even uit van een video waarbij alle verschillende mogelijke kleuren perfect even vaak voorkomen om op die 19 zelfde waarden uit te komen. De ervaring leert dat dit niet het geval is...

Maar goed, toch ook wel een belangrijke fout is even je eindconclusie:

Doe dat * 30 beelden per seconde * 60 seconden = 306376200 bytes, ofwel 306,3 megabyte om dit LOSSLESS op te slaan!!!

Ik neem aan dat je dit nog even 60x wilt doen, anders heb je welgeteld 1 minuut video. Het is dus eerder 18.382.572.000 bytes ofwel 18GB. Nog steeds niet verkeerd maar ik ga er vanuit dat deze ietwat positief ingeschatte theorie niet gaat werken helaas...

[Anoniem: 112274]

Kan iemand mij in lekentaal vertellen hoe die qubits werken cq resultaten opleveren? Ik krijg altijd het idee van fuzzy logic bij quantumcomputers, maar dat klopt niet.

Ik snap dus ook niet wat de winst van deze computers is. Snelheid of mogelijkheden?

[supergrover]

Volgens mij werkt het zo (speculatie, corrigeer me als ik het mis heb):

Een normaal bit is eendimensionaal.
Een Qubit is meerdimensionaal. en kan dus met 1 waarde meer informatie opslaan.

Dus met 1 bewerking kan je een heel scala aan waardes meegeven.

Je zou bijvoorbeeld als je 8 dimensies hebt kan je met 1 qubit bijvoorbeeld 1 byte in één qubit opslaan. En met slimme truckjes misschien nog wel veel meer!

Dat betekent dat je heel snel dingen kan opslaan en uitlezen. Bovendien bespaar je veel ruimte.

[Anoniem: 127330]

Ik dacht dat de qubits in het begin alle moglijke waarden konden hebben. Daarna haal je ze door een aantal filters. En na afloop lees je het resultaat. Het resultaat is echter een trekking uit een verdeling. Door de filters wordt de verdeling zo geskewed dat de kans groot is dat je een goed antwoord krijgt.

[TD-er]

De winst is snelheid, maar dan in hele speciale toepassingen.

Bijvoorbeeld het -project.
Dan "ziet" je quantum computer bijvoorbeeld alle mogelijke key's en hoeft er alleen maar de juiste uit te vissen.
Uiteraard is dat nog net even wat te veel gevraagd voor dit proto type, maar met wat meer qu-bits zou dat in constante tijd kunnen. (dus n sec voor het vinden van 1 key van 1 bericht).

[Lightmanone1984]

http://en.wikipedia.org/wiki/Qubit

[Anoniem: 203642]

Ik geloof dat er een typo in het artikel staat: het moet zijn "adiabatic", niet "adibatic".

[Pascal]

Spel- en tikfoutjes - en dus *geen* andere foutjes

[Little Penguin]

Ik weet niet in hoeverre de tweakers.net redactie verantwoordelijk is voor de uitleg rondom quantum computing, maar dit maakte wel heel veel duidelijk.

* Anoniem: 84390 Penguin geeft tweakers.net een pluimpje inzake de (voor mij) begrijpelijke uitleg.
Verder lijkt me dit een wel heel belangrijke stap opweg naar het serieus gebruik van quantum computers - hoewel het waarschijnlijk nog jaaaren zal duren voordat we zoiets op ons eigen buro zullen hebben staan... [snif]

[Anoniem: 110564]

Misschien zal het wel zo zijn dat wij in de toekomst helemaal geen werkend exemplaar thuis hebben staan. Maar dat er bijvoorbeeld een wijkkast komt met een kwantumcomputer, waar de huishoudens vervolgens op aangesloten zitten. Opslag ed. is allemaal online. Dat lijkt mij een reële mogelijkheid kijkende naar de mogelijke capaciteiten en energieverbruik. Wel grappig om te zien dat de scifi en fantasy verhalen die ik lees steeds realistischer worden.

[koli-man]

Tja, maar misschien wil ik niet op een cluster zitten, en wil ik mijn eigen servertje draaien thuis....hoe zou dit dan moeten. Eigenlijk zou dit een uitvinding zijn waar veel tweakers geen lol meer zouden hebben, want ja....je hebt je eigen pctjes niet meer...

[Anoniem: 120539]

Wel grappig om te zien dat de scifi en fantasy verhalen die ik lees steeds realistischer worden.

[nerdmodus]De mijne gelukkig niet. Ik lees de hhgttg weer eens...[/nerdmodus]

[0vestel0]

Er werden verschillende moleculen gevonden, maar de beste score werd door het systeem gegeven aan een molecuul dat voorkomt in een ander medicijn, Nexium. Dit is een bewijs van de nauwkeurigheid van het systeem:...

Was het probleem van een Quantum computer nou net niet, dat als je de Qubit uitleest, hiermee de staat van de Qubit veranderd en daardoor een ander resultaat krijgt dan dat de Qubit had voor het lezen? Of zijn ze nu bezig met het ontwikkelen van een "Heisenberg Compensator" voor dit probleempje

[JackBol]

Een Qubit werkt alleen in superpositie, welke je niet kan uitlezen. Vervolgens vervalt het qubit naar een normale positie met het antwoord, welke wel uit te lezen is.