Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Je kunt ook een cookievrije versie van de website bezoeken met minder functionaliteit. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , reacties: 53, views: 57.834 •
Submitter: wwwhizz

Een team van wetenschappers, waaronder onderzoekers van de TU Delft, heeft voor het eerst een quantum-algoritme met spin-quantumbits op een diamanten-chip uitgevoerd. Ze weten berekeningen ongevoelig voor omgevingsfactoren te maken.

De spin, of het magnetisch moment, van een elektron wordt al jaren als potentiële kandidaat gezien om te dienen als basis voor een quantumcomputer. De spin is echter uiterst gevoelig voor verstorende omgevingsfactoren, wat afbreuk doet aan de daadwerkelijke bruikbaarheid van de qubits. Twee jaar geleden lieten wetenschappers uit Delft al zien dat het mogelijk is de spin van een enkel elektron te beschermen tegen invloeden van buitenaf. Door de spinrichting van het elektron met hele korte pulsen steeds 'om te klappen', wordt de spin namelijk als het ware losgekoppeld van zijn omgeving.

Die methode is echter moeilijk toe te passen als je ook wilt kunnen rekenen met qubits: daarvoor moeten meerdere qubits verstrengeld zijn, maar het omklappen van de spin zorgt er juist voor dat deze verstrengeling verloren gaat. Het wetenschapsteam is nu met een nieuwe oplossing gekomen, beschrijft de TU Delft, door een elektronspin te synchroniseren met de spin van een atoomkern, die daarmee als tweede qubit fungeert. Zo wisten ze een twee-quantumbit-processor in diamant te maken, waarmee berekeningen uit te voeren zijn, zonder dat omgevingsfactoren verstorend werken.

De onderzoekers slaagden erin een variant van een van de weinige algoritmes die er zijn voor quantumberekeningen uit te voeren: het zoekalgoritme van Lov Grover. Een quantumcomputer kan dit algoritme gebruiken om aanzienlijk sneller een element in een ongesorteerde database op te zoeken. Als de database bijvoorbeeld vier items bevat, kan de quantumcomputer het gezochte altijd in één poging vinden, waar een traditionele computer er gemiddeld twee nodig heeft.

De wetenschappers van het Ames Laboratory, de Iowa State University, de University of California Santa Barbara, de University of Southern California en de TU Delft publiceren hun bevindingen deze week in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.

TU Delft twee-qubit processor in diamant

Reacties (53)

Gefeliciteert mannen. Ik was een paar weken geleden in de ruimte waar ze dat doen ivm een rondleiding voor ouders van eerstejaars. Heel indrukwekkend, al begrijp ik er niet echt veel van :)

Degene die het praatje hield zei helaas wel dat het 'nooit' bruikbaar gaat worden voor de gewone man, omdat de diamant met stikstof gekoeld moet worden. Maar ja, vroeger nam een computer ook een hele kamer in beslag terwijl we nu een veel krachtigere computer in onze zak hebben, dus ik heb de hoop nog niet opgegeven.
Zou het niet mogelijk kunnen zijn om zo'n chip (in de toekomst), in plaats van diamant, van grafeen te maken? Want op het schijnt dat grafeen zichzelf koelt. Dan zou het misschien wel bruikbaar kunnen worden voor de gewone man. :)

Waarom wordt die chip trouwens van diamant gemaakt?

[Reactie gewijzigd door ChevyVan79 op 7 april 2012 14:20]

Het gaat om het kristalrooster en dan met name om kleine verontreinigingen daarin die ze kunnen gebruiken. Verder weet ik het ook niet.
Ik geloof dat alleen het omhulsel van diamant is. Dit zorgt ervoor dat er geen omgevingsfactoren van invloed zijn op de qubit. Anders wordt de qubit instabiel en zouden er dus geen berekeningen mee gemaakt kunnen worden.
Afgelopen week was ik bij de promotie van de hoofdauteur en promovendus die op dit onderdeel zijn proefschrift heeft geschreven (Toeno van der Sar). Ik zal hem zo vragen of hij zelf wat komt toelichten hier, dat is misschien wel zo leuk en doet hij vast graag :) .

Voor zover ik begrepen heb uit zijn 'lekenpraatje' en de navolgende verdediging gaat het ten eerste wel degelijk om diamanten (en niet een omhulsel). Het grote voordeel van diamant is juist dat je het niet op het absolute nulpunt hoeft te houden om controle te krijgen over de spins erin, maar gewoon op kamertemperatuur goed zijn werk doet. Hier zat je dus even te slapen theMob :z

In de diamant zitten zogenaamde holtes of verontreinigingen waarin een tweetal (electro)spins aanwezig zijn. Door de diamant (die gekweekt wordt voor een paar duizend euro) te beschijnen met een laser, is Toeno en zijn team in staat geweest om de twee spins te kunnen manipuleren, zodanig dat je ze kunt laten werken als een quantumbit. Hierdoor is het mogelijk om deze spins zowel 1, 0 (standaardpc) als 1 en tegelijkertijd 0 (voordeel van de 'utoptische' quantumpc) te laten weergeven. Nu, om op de vragen van de snelheid terug te komen... als je met een reguliere computer moet zoeken naar een telefoonnummer in een database met 4 nummers, heb je gemiddeld 2 pogingen nodig voordat je het juiste nummer hebt. Door nu gebruik te maken van bovenstaande diamantenconstructie, ben je in staat om direct het nummer te hebben. Hij kan in één poging namelijk de hele database doorzoeken, door zijn superpositie. Zie ook de reactie van Hoopje hieronder.

Grootste uitdaging wordt nu het koppelen van deze minisysteempjes aan elkaar. Het zijn zeer zwakke lichtjes die met elkaar moeten communiceren, dus de quantumpc is nog niet in zicht ben ik bang. Maar toch een stap verder, en dan maar meteen in nature! Nice _/-\o_
Graafeen koelt zichzelf niet tot de temperatuur van vloeibare stikstof helaas...
Grafeen icm vloeibaar helium moet aardig kunnen koelen. Gewoon een soort van watercooler maken maar dan met helium.
Helium werd recent reeds ¤90 per ballon geschat geloof ik.
Dat zal dus vrij duur worden ;p
¤90,00 per ballon? Dan moeten die mensen die hun bedrijf promoten met ballonnetjes wel miljoenen kwijt zijn :) En een keer een hoge stem zou je ¤90,00 kosten? Haha, ik denk dat je ¤0,009 per ballon bedoelt.

Ik denk overigens niet dat grafeen zal voldoen.. Er is denk ik toch een reden dat ze voor diamant zijn gegaan :)
En waar zou de gewone man dit voor moeten gebruiken? Veel mensen worden nu al een laptop of PC aangesmeerd die 2x zo krachtig is dan ze ooit zullen gebruiken met hun Word en Outlook en dat beetje internetten.

De gewone man heeft dit systeem niet nodig. Onderzoekscentra hebben dit nodig en ik denk dat het daar juist een meerwaarde gaat betekenen in wiskundige berekeningen. Waar je nu 7 tot 10 kasten nodig hebt voor een cloud zal het dan 5 tot 7 zijn of minder. Wat bespaard op energie kosten, ruimte en hardware (hoewel systemen al super goedkoop zijn vergeleken met 10 jaar).
Waarom heeft de gewone man hier niks aan? Dan kunnen we net zo goed stoppen met technologische innovaties, de gewone man heeft het toch niet nodig? Wanneer een kwantumcomputer voor de gewone man toegankelijk wordt kan er bijvoorbeeld iets als Google Glass ingebouwd worden in de mens (het neemt weinig ruimte in), dit is eigenlijk nog een slecht voorbeeld ook maar ja, terusten allemaal!
Waag je nooit aan uitspraken dat 'de gewone man' zoiets nooit nodig zal hebben. Die blijken vrijwel altijd achteraf onjuist.

Ruim 20 jaar geleden was ik zeer trots op mijn XT, waarvan de CPU in 'turbo' stand een kloksnelheid had van maar liefst 10 MHz! Toen was niet te bevatten waar 'de gewone man' ooit een CPU voor zou kunnen gebruiken met vier cores die ieder 200 keer sneller zijn.
Toch zit zo'n CPU nu in de instapmodellen en is het (met misschien één of twee cores minder) toch wel het minimale dat je nodig hebt om een videofilmpje beeldvullend te bekijken of een JAVA-spelletje op een website te spelen.
640K ought to be enough for anybody.
Bill Gates

En zo kan ik nog wel 10 quotes posten. Zeg bij wetenschap aub nooit dat de gewone man er later niets aan zal hebben. Het leuke van wetenschap is dat een groot deel van de ontdekkingen 'toevallig' gedaan worden. Daar moet je niet bij voorbaat al bij denken te weten wat de toekomst op dit vlak zal brengen.
Alstublieft:
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_misquotations

Ik hoop dat die quote nu eindelijk een keer verdwijnt op tweakers.
Nou zoals ik het bij jou link leest staat er: "Hij heeft de quote wel gezegd maar ontkent dat hij dit heeft gezegd."

Dus hij kan dit wel degelijk gezegd hebben alleen door zijn ontkenning wordt deze quote ter discussie gesteld of hij dit wel echt heeft gezegd.
"Hij heeft de quote wel gezegd maar ontkent dat hij dit heeft gezegd."
is niet wat er staat.

Er staat dit:
Gates admits that he has indeed made statements that have turned out to be false, but he reports that he never said this commonly attributed line.
Oftewel: Hij heeft toegegeven uitspraken gedaan te hebben die incorrect bleken, maar beweert de geciteerde uitspraak nooit gedaan te hebben.

Dan nog is natuurlijk vrijwel onmogelijk nu met zekerheid uitspraak te kunnen doen over of een technologie in de toekomst ooit wel of niet toepasbaar is.
Toch zijn er toepassingen die ook voor jou directe gevolgen hebben. De encryptie waarmee je inlogt op tweakers bijvoorbeeld kan door een qu-bit-computer binnen korte tijd worden gekraakt. Ook je banktransacties komen op dezelfde wijze in gevaar.

Hoewel het niet direct voor de hand ligt zijn er wel degelijk gevolgen die de gewone mens zal merken.
Als de database bijvoorbeeld vier items bevat, kan de quantumcomputer het gezochte altijd in één poging vinden, waar een traditionele computer er gemiddeld twee nodig heeft.
Ik vraag me af hoe ze dit doen, lijkt mij namelijk onmogelijk om in een keer "toevallig?" het goede element uit 4 elementen te vinden. Kan iemand hier dit uitleggen?

@hieronder
Dankje voor de reacties, snap het nu een stukje beter :)

[Reactie gewijzigd door jw_moonshine op 7 april 2012 20:10]

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kwantumcomputer
Ik weet er zelf niet veel vanaf, maar als ik het stuk onder het kopje _Verschil ten opzichte van een normale computer_ kan een kwantumcomputer in meerdere entries tegelijk kijken.
Ik denk dat je dat niet moet willen begrijpen zoals je de nomale wereld wilt begrijpen. Dit is alleen met pure wiskunde te begrijpen.
Net zoals als jij (en ik) je niet kan voorstellen dat 1 enkel foton met zichzelf kan interfereren als je het door 1 van 2 spleten laat gaan.
Net zoals als jij (en ik) je niet kan voorstellen dat 1 enkel foton met zichzelf kan interfereren als je het door 1 van 2 spleten laat gaan.
Klopt. Maar bij mijn weten begrijpt niemand dat. Daar zijn de meningen over verdeeld. Er bestaan theorieën, maar vooralsnog geen aantoonbare.
Simpele redenatie zou zijn dat die ene foton uit meerdere deeltjes bestaat die wij nog niet kunnen waarnemen o.i.d. Of misschien het is een buiging in de ruimte, voorzover van ruimte te spreken is op zo'n kleine schaal/test. :z Blijft interessant.

Edit: @Seb1990 leuk filmpje :)
Al geloof ik dat jij er meer van snapt dan ik. In het filmpje proberen ze het wel uit te leggen, maar ik heb het idee dat ze zelf ook niet precies weten hoe dat komt / wat er feitelijk gebeurt. Alleen dat het gebeurt en dat dat ook de waarheid is :P Er moet nog iets achter het bekende zitten. Bij meting zien ze een foton door 1 gaatje gaan, maar zijn meerdere fotonen zichtbaar op het scherm erachter. Moet je dan twijfelen aan wat je op het scherm ziet, of aan je meting? In het eerste geval moet je dus gaan onderzoeken of je wel genoeg weet van een foton. In het tweede geval moet je gaan onderzoeken of er niet iets anders gemeten moet worden in de omgeving van de twee gaatjes. Ik wil ook wel eens zien wat ze meten aan de achterkant van het scherm met de twee gaatjes :P

[Reactie gewijzigd door Grrmbl op 7 april 2012 18:12]

Fotonen zijn toch niks anders dan elektromagnetische golven? Dat zou dus makkelijker een interferentie patroon kunnen verklaren als je zo'n double-slit experiment doet.

Hieronder ook een best interessant filmpje waar duidelijk wordt dat de kwantum wereld heel anders werkt dan men in eerste instantie zou denken. Het blijft allemaal erg abstract/wiskundig en blijft moeilijk voor de mens om het echt volledig te kunnen verbeelden/begrijpen.

http://www.youtube.com/watch?v=DfPeprQ7oGc

Edit: In het filmpje wordt het misschien ook een beetje duidelijk waarom een qubit verschillen waarden tegelijkertijd kan hebben (op 3:12). Verder weet ik er zelf (helaas) niet al teveel van. Blijf het echter wel erg interessant vinden!

Edit2: @ marco.meijer
Klopt wat je zegt, maar ik wilde reageren/uitleggen hoe je je moet voorstellen hoe een enkele foton met zichzelf kan interfereren (zoals teek2 zei). Licht zoals wij het zien kan beschreven worden met de "golf" eigenschappen, waar de overdracht van energie van fotonen beschreven kan worden met de "deeltjes" eigenschappen.
Hier een quote uit het boek "Physics for scientists and engineers, Paul A. Tipler & GeneMosca" Everything propagates like a wave and exchanges energy like a particle. waar dat laatste (volgens mij) sterk te maken met het photoelectric effect
http://en.wikipedia.org/wiki/Photoelectric_effect .

[Reactie gewijzigd door Seb1990 op 7 april 2012 17:29]

Interferentie is inderdaad een golfeigenschap. Probleem is dat een foton een beetje van beiden is. Soms gedraagt het zich meer als deeltje. Ik vind het erg kort door de bocht om het "niets anders dan electromagnetische golven" te noemen.

[Reactie gewijzigd door Amanoo op 7 april 2012 16:43]

Filmpje maakt de materie inderdaad goed duidelijk.
Mindblowing!
Het filmpje is echter wel heel misleidend en geeft een verkeerde indruk.
Observeren op kwantumniveau kun je niet doen door er een camera oid naast te zetten zoals het filmpje suggereert. De enige manier om iets te observeren is door er mee te ineterageren. Bijvoorbeeld door er een ander elektron op af te sturen en zien of ze botsen. (Ik heb geen idee of dit de manier is waarop ze het doen, maar een interactie is in ieder geval vereist)
Het is dus zeker niet zo dat zo'n elektron (of foton) "weet" dat er iemand aan het kijken is en zich dan anders gedraagt. Nee, zo'n elketron interageert met iets anders en daardoor gedraagt het zich ook anders. Dat is ook wat het onzekerheidsprincipe zegt, op kwantumniveau is het fundamenteel onmogelijk om een eigenschap van een deeltje te meten zonder dat je een andere eigenschap beïnvloedt.
dat laatste deel doet me erg denken aan Schrödinger's cat

http://en.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger%27s_cat

What can be seen can be proven, but what can not be seen can not be proven thus it may or may not even have happened.

Oftewel de kat is dood en leven beschouwd op het zelfde moment.....
Zelfde met het kijken van de electronen dat deze anders gaan gedragen, en deze dus bepaalde info van buitenaf krijgen...

http://www.youtube.com/watch?v=7SjFJImg2Z8
Met zo'n naam moet jij toch wel weten dat dit gedrag ook uit experimenten blijkt.
Het is niks anders dan het onzekerheidsprincipe van Heisenberg:
http://nl.wikipedia.org/w...idsrelatie_van_Heisenberg

Blijft desalniettemin wel botsen met je gevoel ;)
;)

[Reactie gewijzigd door einstein op 7 april 2012 16:52]

[...]

Klopt. Maar bij mijn weten begrijpt niemand dat. Daar zijn de meningen over verdeeld. Er bestaan theorieën, maar vooralsnog geen aantoonbare.
Het is prima te begrijpen aan de hand van een golf... (een golf zal altijd door beide spleten tegelijkertijd gaan en daarna met zichzelf interfereren).
Misschien zoeken we de verklaring wel in de verkeerde dimensie. Wij zien 3 dimensies : hoogte, breedte en diepte. Tijd is voor ons geen dimensie want we kunnen niet terug in de tijd. Misschien is tijd wel een van de dimensies die in 't model verwerkt dienen te worden die er nog niet inzit, naast allerlei eigenschappen... ...dat sluit overigens andere dimensies die we nog niet kennen niet uit.
Ik heb voor mezelf een heel simpele verklaring; alles wat we waarnemen is informatie. Deze informatie wordt gedeeld, gezien, uitgewisseld.

Vergelijk het met een glas water dat bevriest. De temperatuur is deel van de informatie-uitwisseling en daarmee ook van de toestand waarin het verschijnt. Vloeibaar of bevroren.

Wat we nog niet helemaal begrijpen is welke informatie er allemaal bestaat en welke we allemaal wel of niet kunnen waarnemen. Dit kan je weer vergelijken met koorts, we wisten wel dat iemand het warm had maar pas na uitvinding van de thermometer kon dit ,controleerbaar, vastgesteld worden op een schaal.

Ik veronderstel dat bijvoorbeeld ook de lichtsnelheid gewoon de grens is waarmee informatie kan worden overgedragen in het ons bekende universum. De remmende factor is gewoon de informatie overdracht van een deel met massa aan het universum. Zou je deze informatieoverdracht kunnen beperken of zelfs stilleggen zou je in theorie afstanden kunnen overbruggen met een theoretisch onbeperkte "snelheid". Je zou jezelf kunnen presenteren op een andere locatie zonder de volledige afstand af te leggen.

Maar ja, om mijn rijke fantasie om te zetten in daadwerkelijk waarneembare feiten is iets anders. Ik heb hierin geen studies gevolgd, dit is misschien de reden dat er ook geen rem op mijn natuurkundige fantasie zit 8)7
Ik denk dat je dat niet moet willen begrijpen zoals je de nomale wereld wilt begrijpen. Dit is alleen met pure wiskunde te begrijpen.
Net zoals als jij (en ik) je niet kan voorstellen dat 1 enkel foton met zichzelf kan interfereren als je het door 1 van 2 spleten laat gaan.
Niet helemaal, maar close. Ik denk wel dat als je de golf-deeltjes dualiteit niet volgen kan, dat quantumcomputing idd een brug te ver is...
Addendum: In Quantum voor Beginners-taal aub. Het wil hier nog wel eens uit de hand lopen met de ingewikkelde materie en dan snappen we het nog niet ;)
Een qubit is 1 en 0 tegelijk, waardoor een x-bit kwantum computer net zo snel is als een 2^x-bit gewone computer. Dit is een 2-bit kwantum computer, dus eigenlijk 4-bit. een verzameling van 4 bits kan die dus in een keer bevatten.
Dit is niet waar. Twee qubits kunnen precies evenweel informatie opslaan als 2 gewone bits. Twee qubits hebben dus, net als 2 bits, 4 mogelijke toestanden: 00, 01, 10 en 11. Maar qubits kunnen zich, in tegenstelling tot gewone bits, in meer toestanden tegelijkertijd bevinden. Een systeem van twee (verstrengelde) qubits kan zich dus bijvoorbeeld tegelijkertijd in toestand 00 en in toestand 01 bevinden. (Dit wordt superpositie genoemd.) Hierdoor kan een quantumcomputer verschillende mogelijkheden tegelijkertijd uitproberen, terwijl een gewone computer die mogelijkheden na elkaar uit moet proberen. Maar de hoeveelheid geheugen blijft gewoon 2 bits.

Voor sommige wiskundige problemen levert dit theoretisch een grote versnelling op (bijvoorbeeld voor ontleden in factoren, wat erg belangrijk is voor security). Of een quantumcomputer voor alle problemen (in theorie) sneller is dan een gewone computer is niet bekend.
Ik meen zelfs begrepen te hebben dat quantum computers voor heel veel 'normale' zaken zelfs vrijwel zeker langzamer gaan zijn. Beetje vergelijkbaar met het CPU vs GPU verhaal - andere taken, andere optimalizatie. Quantup chips zullen hun leven beginnen als co-processors.
Binnenkort een quantumcoprocessortje bijprikken dus.
Het bijzondere van een quantumcomputer is dat er dus algoritmes op uit te voeren zijn die een gewone computer niet kan, en als die algoritmes sneller zijn (van een lagere tijdscomplexiteit) zijn ze nuttig. Is voor een bepaald probleem echter géén quantum-variant van het algoritme bekend, dan kan een quantumcomputer het niet sneller dan een gewone computer. En aangezien een quantumcomputer veel lastiger te maken is, zal hij voor zulke taken altijd inefficiënter blijven dan de gewone computer, die voor die taken geoptimaliseerd is.

Dus ja, voor de meeste zaken is een gewone computer sneller. De quantumcomputer is dan ook geen vervanger. Inderdaad gewoon een co-processor voor zeer specialistische taken (het in het artikel genoemde zoekalgoritme bijvoorbeeld).
Ik vind het voorbeeld ook wat simpel. Thans heb je bits die 2 verschillende stadia kunnen representeren : 0 of 1. Een quantumcomputer kan er wel meer. In ieder geval 4. Als je 4 records hebt, heb je 4 posities. Heb je een bit, dan moet je worst case 2x vergelijken. Met een qubit maar 1 x.

Althans, dat denk ik :)
Als je het algoritme wil begrijpen, dan zul je waarschijnlijk een zekere hoeveelheid kennis moeten hebben van kwantummechanica. Maar het idee dat een quantumcomputer meer kan met minder bits is niet helemaal onbegrijpbaar zonder deze kennis.

Het idee van superpositie met twee qubits is als volgt. Het systeem bevind zich in de staat 00, 01, 10 of 11. We kunnen aan elke staat een comlex getal toekennen ( zeg a, b, c d). Een complex getal kun je beschrijven als een 2d-coordinaat, waarbij het x-coordinaat het reële deel is en het y-coordinaat het imaginaire deel van het getal. Het is misschien handiger om 2d-coordinaten om te zetten in poolcoördinaten. Dan heb je dus een "pijl" met een bepaalde lengte en een bepaalde hoek tov de x-as.

We hebben dus vier pijlen, die complexe getallen voorstellen, die op hun beurt weer gekoppeld zijn aan de vier mogelijke staten van het systeem.

Stel je gaat meten in welke staat het systeem zich bevind. Dan is de kans dat je staat 01 aantreft gelijk aan het kwadraat van de lengte van "pijl" a. Idem voor 01 en b, 10 en c etc. De kansen moeten samen 1 zijn, dus de som van de kwadraten van de lengtes van de pijlen moet 1 zijn.

Voor de rest ben je vrij om een interessante dynamiek in je pijlen aan te brengen. Je hebt vier pijlen die kunnen ronddraaien en van grootte kunnen veranderen (zolang de som van kwadraten 1 is). De quantum-algoritmes doen precies dat. Ze gebruiken deze vrijheid om specifieke problemen op te lossen.

Het klinkt misschien belachelijk, een beetje met rondraaiende pijlen spelen, aangezien het uiteindelijk op een daardwerkelijke quantumcomputer moet gebeuren. Het idee is echter dat we met enige moeite het systeem in de gewenste dynamiek kunnen duwen, zodat de staten (01 etc) zich gedragen zoals de pijlen.

[Reactie gewijzigd door vosovich op 7 april 2012 16:45]

Het ligt ongetwijfeld aan mij maar ik begrijp er geen snars van. Dit gaat me compleet boven de pet:
Als de database bijvoorbeeld vier items bevat, kan de quantumcomputer het gezochte altijd in één poging vinden, waar een traditionele computer er gemiddeld twee nodig heeft.
Bij een normale computer snap ik hoe het werkt. Je hebt een constructie van logische poorten die dmv invoer/programmering een berekening uitvoert, wat in dit geval betekent dat de computer telkens een item moet vergelijken met de te vinden waarde en zolang die niet overeenkomt is het volgende item proberen. Als je een computer bouwt die alleen deze berekening kan uitvoeren heb je toch wel een aanzienlijk aantal AND/OR/XOR etc. -poorten (transistors) nodig.
Maar wat verandert een quantumcomputer daaraan? Ik geloof best dat deeltjes dmv een bepaalde spin informatie kunnen vasthouden maar het lijkt mij dat als je 4 cellen op willekeurige volgorde hebt met een waarde erin je nooit zeker weet in welke cel de waarde zit die je zoekt. Je zou wel een systeem kunnen bedenken dat alle 4 de cellen tegelijk controleert en je het nummer van de correcte cel in een keer aflevert, maar dan schuif je het probleem naar dat systeem die de waarden alsnog achtereenvolgens moet nalopen totdat de juiste gevonden is om die vervolgens weer te geven.
Maar zoals je al zegt, kennis van quantummechanica zal je hiervoor waarschijnlijk hard nodig hebben. In ieder geval best interessant.

[Reactie gewijzigd door blorf op 8 april 2012 01:09]

Het grote verschil zit hierin. Een klassikale bit kan je zien als schakelaar die aan of uit staat. Hierdoor kan je zeggen dat hij 2 states kan aan nemen. bijvoorbeeld aan of uit. Dit is een abstract concept. 2 schakelaars kunnen 4 states aannemen. de eerste kan aan staan en uit maar de 2e ook (vb: 11, 10, 01, 00, waar 0 is uit en 1 is aan).

Een quantum state kan worden beschreven met een complex nummer. Een complex nummer is eigenlijk gewoon een fancy(/verwarrende) naam voor een 2 dimensionaal vector met bepaalde eigenschappen. maar een bit moet toch aan of uit zijn en niet een vage 2 dimensionale vector. Hoe kan je nou een vector meten, je wilt toch gewoon meten of de transistor aan of uit is. En dat klopt je kan niet een vector meten. je kan alleen meten of de bit aan of uit is. Het verschil zit erin dat de 2d dimensionale vector de interne structuur van de quantum state is. Je kan nog steeds meten of de quantum state aan of uit staat. maar het resultaat (aan of uit) is afhankelijk van de vector (of de richting van de 2d vector).

Je kan een quantum state voorstellen waarin als de 2d vector naar boven of beneden gericht is hij aan is. maar als de 2d vector naar links of rechts is gericht dat hij uit is. Het grote verschil met quantum mechanica is dat deze 2d vector ook bijvoorbeeld naar links boven kan wijzen, Als je nu kijkt of hij aan of uit is zal je de ene keer aan meten en andere keer uit (Puur willekeurig). 50:50 Dit noemen we de probabiliteit dat de state aan is (of uit) .

Hoe horizontaler de vector de groter de kans dat hij uit is en hoe verticaler hoe groter de kans dat ie aan is, Dit is iets wat niet bestaat in een klassikale bit.

Met een klassikale bit kan de 2d vector alleen precies horizontaal of precies verticaal zijn maar niet er tussen in. in kwantum mechanica kan zelfs elke mogelijke richting aannemen. En het is gebruikelijk dat de vector rondjes draait om zijn as.
Als je een computer bouwt die alleen deze berekening kan uitvoeren heb je toch wel een aanzienlijk aantal AND/OR/XOR etc. -poorten (transistors) nodig.
In quantum computing heb je deze poorten ook en heeten de Pauli-X gate (NOT), Pauli-Y gate en Pauli-Z gate en zijn unitary matrices.

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

[Reactie gewijzigd door kajdijkstra op 8 april 2012 04:40]

Het klinkt misschien belachelijk, een beetje met rondraaiende pijlen spelen
Dit zijn dan wel pijlen voortbewegen in een n dimentioneel complexe vector ruimte relatief tot het aantal qubits, ivm Unitaire operaties met nxn complexe Unitaire complexe Hermitische matrices die operaties uitvoeren met n dimensionale complexe Vectors in een complexe vector ruimte.

Mijn brein houd er al mee op bij een Reëel 4 dimensionale vector ruimte:P.

Tuurlijk, om een paar qubits te overzien is wel makkelijk maar de voordelen ontstaan pas bij een groter aantal qubits. bijvoorbeeld 10, 100 of 1000 :P. Dus niet zo makkelijk als je doet vermoeden, Toch? (Ik ben een gpu programmeur geen QPU :P)

[Reactie gewijzigd door kajdijkstra op 8 april 2012 03:20]

Leuk, een kwantum computertje in je ring. Altijd handig :+)

Blijkbaar zijn inperfecties in (foute) diamanten het middel om bovenstaande mogelijk te maken. (http://www.tomshardware.c...ubit-computing,15230.html)

Alleen al het feit dat het mogelijk is gemaakt, is knap van onze mannen uit Delft. Hulde.
Dus de diamant word gebruikt voor zowel het weren van storingen van buitenaf als het superkoel houden van de processor. Functioneel stukje innovatie zeg, zeer knap.
Doet me denken aan een socket A chip, met die 4 gaten en de "die" in het midden :). http://zeppelincomputers....805/web_axda2800dkv4d.jpg

Ik heb grovers algorithm niet helemaal doorgelezen, maar het komt erop neer dat je elementen in een lijst kan vinden, zonder de hele lijst door te nemen. Erg netjes als ze dit ook praktisch mogelijk maken, zou een ware revolutie ontketenen.
Dit doet me denken aan de ontwikkeling van de eerste transistor. Dat is ook al weer 65 jaar geleden maar het nu doodnormaal om een apparaat in je zak te hebben waarin een processor zit met honderden miljoenen transistors.
Natuurlijk is het afwachten hoe snel dit kan gaan maar als ze alleen al dezelfde snelheid kunnen benaderen wordt het nog interessant.
http://en.wikipedia.org/wiki/David_Deutsch is 1 van de grondleggers van quatumcomputer zoniet geestelijk vader. Hij heeft een aantal zeer interessante boeken geschreven maar je moet er wel induiken. The Fabric of Reality is een echte aanrader voor mensen die in, een soort Alice of Wonderland, willen vertoeven.

Het grote heikele punt bij ontwikkeling van quatumcomputer is stabiliteit dat lijkt nu mogelijk weer een stapje dichterbij.
Het principe van fotonen die zich lijken te splitsen wanneer ze door een spleet worden gestuurd wordt met name door genoemde David Deutsch uitgebreid verklaard in zijn boek the Fabric of Reality. Overigens, het boek Timeline van Michael Crichton is hierop voor een groot gedeelte gebaseerd.
Voor degenen die zich interesseren in de dualiteit van licht, bekijk deze lecture van Alain Aspect (FOM2012) eens! Heel boeiende materie uitgelegd in begrijpelijk Engels door een persoon met een heerlijk gevoel voor humor!

http://www.youtube.com/watch?v=6dvQFXIny1w

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.