Japans onderzoeksteam meldt doorbraak quantum-computer

Een Japans onderzoeksteam heeft voor het eerst één van de twee elementen die nodig zijn voor een quantum-computer gecreërd, schrijft Infoworld. Het onderzoeksteam heeft een gecontroleerde NOT-poort (CNOT) gebouwd. Een dergelijke poort is cruciaal voor een levensvatbare quantum-computer, net als een NAND-poort dat is voor de huidige computers. Het team, dat geleid wordt door Tsai Jaw-Shen en gefinancieerd wordt door NEC en Japanse universiteiten, demonstreerde een CNOT-poort in een opstelling in vaste vorm met twee quantum-bits. In 1999 toonde hetzelfde team de wereld al een rotatie-poort van één qubit.

Het volgende doel van Tsai is om deze twee essentiële elementen te combineren tot een zogenaamde 'universal gate' die de basis moet worden van een quantum-computer. Het grootste probleem bij het project is dat de tijd dat twee qubits aan elkaar verbonden zijn veel te klein is. Deze tijd is op dit moment enkele honderden biljoensten van seconden. Binnen deze tijd zouden theoretisch ongeveer twee CNOT-berekeningen kunnen worden uitgevoerd. Tsai hoopt binnenkort een concreet rekenresultaat te kunnen brengen gebaseerd op de techniek. Wanneer de quantum-computer er daadwerkelijk komt blijft echter een vraag:

Despite the hurdles, Tsai's research is going well, said Eiichi Maruyama, director of the Frontier Research System at RIKEN. He said its still hard to estimate when a viable quantum computer might be developed however. "Our guess is anywhere between 10 years and 100 years from now," he said. Full details of Tsai's experiment are included in the Oct. 30 edition of the British scientific journal Nature.

Reacties (50)

[Verwijderd]

Het blijft iets vaag. Als ze er zich maar mee amuseren.

Bij mij is er wel altijd een vraag: zullen we dit ooit meemaken (in ons bestaan +- 70jaar), of blijft het star-wars fantasie ?!

[Rembert]

Kijk eens even om je heen. 70 jaar geleden hadden we nog geen tv. Toen ik net leerde lezen hadden we een zwart-wit tv met 2 zenders, of eigenlijk 1 afstemknop waar je zelf mee moest zoeken. Kleur kon wel maar niet voor de consument. Ik hoopte ooit eens een kleurentv te kijken. Ik heb nu een 100 Hz, digital rescan tv met alle toeters en bellen. Had ik niet verwacht toen.

70 jaar geleden was een computer nog een electro mechanisch apparaat, pre-enniac. De supercomputers van 30 jaar geleden hadden een rekenkracht die waarschijnlijk ver onder die van een huidig iPaqje of gsm telefoontje zit. Als je 30 jaar geleden zou zeggen dat je die rekenkracht ooit zou dragen dan verwacht je dat ook niet in zo'n korte tijd.

70 jaar geleden hadden we auto's, mechanische apparaten zonder computertjes aan boord. 30 jaar geleden begon de computer een beetje intrede te doen in de auto maar bliksem enzo leverde veel ellende op. Als je zei dat in de toekomst alle auto's gewoon rijdende computers zijn (drive by wire) dan werd je voor gek verklaard. Succes met zoeken naar een vol-mechanische auto. Nee, zelfs in een Lada zit gewoon een computer.

Dus die quantum computers, verwacht ik eerder in 10 jaar dan in 100 jaar en eigenlijk nog veel eerder als prototype. Misschien nog niet praktisch toepasbaar maar wel om de werking te bewijzen.

We gaan het wel zien, de techniek gaat snel, heel snel.

[Countess]

hoewel ik het redenlijk met je eens ben is het hele quantum gebeuren nog ver in zijn kinder schoenen. en dan niet de techniek om het te gebruiken (zoals electronica zo'n 30-40 jaar geleden) maar de hele theoretise onderbouwing.
van electronen wisten we 100 jaar geleden al precies wat ze gingen doen, ver voor we er computer mee gingen bouwen.
van met quantum particals weten we nog niet zo veel. en ook zijn ze minder voorspelbaar en erg moeilijk meetbaar (als je ze meet verstoor je ze, dus beinvloed je de meting)
dus 10 jaar zie ik nog niet echt gebeuren, maar 100 is wel weer erg lang.
de eerste prototype ga ik nog we mee maken denk ik.

[Confusion]

Countess:

hoewel ik het redenlijk met je eens ben is het hele quantum gebeuren nog ver in zijn kinder schoenen. en dan niet de techniek om het te gebruiken (zoals electronica zo'n 30-40 jaar geleden) maar de hele theoretise onderbouwing.
van electronen wisten we 100 jaar geleden al precies wat ze gingen doen, ver voor we er computer mee gingen bouwen.
van met quantum particals weten we nog niet zo veel.

Sorry, maar je kletst ongelovelijk uit je nek. De quantummechanica beschrijft wat er op het niveau van quantumbits gebeurd met de grootst mogelijke precisie. Metingen en theorie komen volledig overeen. Ik zal het je nog sterker vertellen: zonder de quantummechanica zouden de huidige transistoren niet eens kunnen bestaan, want die zijn op quantummechanische principes gebaseerd. Jij zegt dat we 100 jaar geleden al van electronen wist wat ze deden, maar electronen zijn nu juist bij uitstek de 'quantum particles' en daarvan wisten we 100 jaar geleden zeker niet wat ze deden. Toen prutsten we nog met theorieen die de electronen in een metaal als gas beschreven, wat aardige benaderingen opleverde voor sommige verschijnselen, maar hopeloos onjuist is.

[Beaves]

Bij mij is er wel altijd een vraag: zullen we dit ooit meemaken, of blijft het star-wars fantasie ?!

Wat denk je zelf? Dat er veel bedrijven en mensen met een technologie bezig zijn die nooit bruikbaar zal worden? Dacht het niet, anders zouden onder andere NEC nooit geld in het project stoppen.

Als je 30 jaar terug het zou hebben over 0,09 micron transistoren zouden mensen je ook voor gek verklaren, wat nu onmogelijk lijkt is over 30 jaar dood normaal.
Quantum technologie is straks nodig omdat op den duur de huidige manier van hoe processoren werken niet meer sneller gemaakt kan worden. De verkleining van het productieproces kan op een gegeven moment niet meer kleiner als een paar atomen en dan moeten we toch verder.

Ik blijf quantum technologie iets magisch vinden en nu nog een beetje ongrijpbaar, maar straks zal het net zo normaal zijn als processoren nu zijn.

[Verwijderd]

eigenlijk vind ik die 'zoveel jaar terug' verhaaltjes een beetje crappy, datgene waar ze nu nog mee bezig zijn is in feite nog steeds een voortborduursel op wat er zoveel jaar geleden gemaakt is. Datgene waar ze mee bezig zijn is een totaal nieuw iets. Men zou eventueel als ze wouden nu ook wel een 10ghz proc kunnen introduceren maarja ze willen nog effe geld verdienen dus doen ze dat niet. Met quantum computing etc. ligt dat wel anders denk ik.

[CARman]

Als die 10 GHz echt mogelijk was, dan zou het er ondertussen onder de druk van concurrentie al wel zijn hoor.

Intel heeft zijn 9 micron proces ook niet niet 100% op de rails, vandaar dat er al wel 9 micron Celerons op de consument liggen te wachten, maar dat de P4 op 9 micron toch nog even op zich laat wachten, tot ie in massa geproduceerd kan worden. Vandaar dat nu ook de keuze is gemaakt om een 3,2 GHz P4EE met extra cahe uit te brengen, om toch nog de performancekroon in het zicht te houden.

Als Intel naar de 3,6 GHz zou kunnen, dan hadden ze dat ondertussen echt wel gedaan. Hetzelfde geldt uiteraard voor AMD met hun XP Bartons, die ook nog niet boven de XP3200+ rating komen, gewoon omdat ze op een nog hogere klok niet gegarandeerd stabiel zijn.

Bij verkleinen van het proces, verbruiken de CPU's minder vermogen, worden minder warm, en zullen dan vanzelf sneller gaan worden. Maar ik verwacht geen 10 GHz voor voor 2007 .......... zeker niet als de verschillende CPU bakkers er ook nog es een hogere IPC uit weten te persen, want dan wordt kloksnelheid nog relatiever, dan het nu al is. Tenslotte zijn de AMD's ongeveer even snel, op een kloksnelheid die 1 GHz lager ligt ...............

[trogdor]

Wat weer komt door paralelle technieken, iets wat 10-20 jaar terug alleen in een Cray van een paar miljoen zat.
Wie beweert dat je nu in de supermarkt kan kopen het zelfde is als de nieuwste computers van 30 jaar terug maar dan wat sneller is echt niet goed bij zn paasei.

[Verwijderd]

Bij Quantum computers spreek je volgens mij niet meer over Mega-, Giga- of Teraherzen. Theoretisch gezien zou het antwoord er zijn op precies hetzelfde moment als de vraag ingevoerd zou worden. Als ik mij niet vergis komt dit omdat bepaalde deeltjes van elkaars bestaan afhankelijk zijn. Als er een deeltje beinvloed wordt, zal het andere deeltje op precies hetzelfde moment deze verandering ook ondergaan. Daar zit zelfs geen biljardste van een picoseconde tussen. Dit moet op precies hetzelfde moment zijn. Volgens mij ligt het probleem bij het detecteren van de staat waarin een deeltje zich bevindt.
Theoretisch zou een Quantum computer dus het antwoord "2" geven op precies hetzelfde moment als dat de vraag "1+1?" gesteld zou worden. Is "Herz" dan nog belangrijk? Alleen voor het invoeren van de data denk ik. Als ze ook quantum geheugen en quantum printplaten zouden maken is dat dus ook opgelost. Joepie, Quake 6 met een framerate die nooit lager is dan de refreshrate van je monitor, ongeacht het gewenste detail. Misschien kunnen ze dan ook eindelijk het weer eens een beetje voorspellen....

[Verwijderd]

Men zou eventueel als ze wouden nu ook wel een 10ghz proc kunnen introduceren maarja ze willen nog effe geld verdienen dus doen ze dat niet.

Nu is dat mischien wat overdreven, het zou wel kunnen maar dan zouden er meer geld ingestoken moeten worden dan er aan verdiend zal worden. Dat heet economisch rendabel. Ten tijde van een situatie van bijvoorbeeld een koude oorlog kan dat extra geld door de VS ofzo nog opgehoest worden (kijk eens naar de onpraktische aard van het apollo project; puur presitge).

Bovendien; wat is het nut van een 10ghz processor als de bottleneckt daar niet zit? Het zou veel interesanter zijn dat geld in opslagtechnologie te steken (solid state harde schijven enzo).

[Cavorka]

@Pier:
Haha, ja nou niet dus.

Informatie kan je niet overbrengen sneller dan het licht, dus dit

Theoretisch zou een Quantum computer dus het antwoord "2" geven op precies hetzelfde moment als dat de vraag "1+1?" gesteld zou worden

is niet waar.

Je hebt het stuk ook niet echt gelezen volgens mij, want er staat precies in hoe lang bepaalde berekeningen volgens hun gaan duren een soort van MHz specificatie is dan wel degelijk uit te voeren:

That means calculations, such as working out the factors of prime numbers, [...]10 million years using something like IBM Corp.'s Blue Gene supercomputer, [...] quantum computer in about 10 seconds.

10 * 10^6 * 365.25 * 24 * 60 * 60 = 315576000000000 (=~10^14) dat zou nu dan 10^1 worden. Das best een vooruitgang.

[Confusion]

CARman: 0,09 micron, niet 9 micron. We hebben het over structuren met een karakteristieke lengte van 90 nanoneter, wat neerkomt op slechts enkele honderden atomen. De fysiek mogelijke ondergrens voor de huidige lithografische technieken ligt vermoedelijk rond de 20 nm. Kortom: meer dan 5 keer zoveel processoren als nu gaan we met de huidige technieken niet maken. Tenzij er ontwikkelingen komen in de bio-assemblage, gaat Moore's law zich toch echt op de natuur stuklopen binnen een jaar of 25.

[Confusion]

Pier:

Bij Quantum computers spreek je volgens mij niet meer over Mega-, Giga- of Teraherzen. Theoretisch gezien zou het antwoord er zijn op precies hetzelfde moment als de vraag ingevoerd zou worden.

Nee, want bepaalde berekeningen moeten nog steeds in meerdere stappen uitgevoerd worden en er is een minimale tijd nodig om de toestand van een (collectie) quantumbit(s) te kunnen wijzigen. Er zal dus wel degelijk over een aantal (M/G/T)Hz gesproken kunnen worden, alleen is wat er op elke kloktik gebeurt fundamenteel anders. Je zou in weinig stappen bijvoorbeeld een RC-72 encrytie kunnen kraken. 1 + 1 optellen gaat daarentegen weer niet sneller.

Als er een deeltje beinvloed wordt, zal het andere deeltje op precies hetzelfde moment deze verandering ook ondergaan. Daar zit zelfs geen biljardste van een picoseconde tussen.

Ook de quantum wereld kent de lichtsnelheid als begrenzing. Veranderingen in toestanden planten zich slechts met die snelheid door samenschakelingen van quantumbits voort. Het is wel zo dat die samenschakelingen hele bijzonder toestanden aan kunnen nemen, waarin 2 bits dus niet slechts 4, maar zeer veel verschillende toestanden kunnen representeren.

[pietje63]

Het grootste probleem bij het project is dat de tijd dat twee qubits aan elkaar verbonden zijn veel te klein is. Deze tijd is op dit moment enkele honderden biljoensten van seconden.
Zegt deze tekst niet precies het tegenover gestelde? namelijk dat het wel heeeel even duurt

[Floor]

Informatie kan je niet overbrengen sneller dan het licht,

Helaas is zijn er nieuwe theoriën die de huidige snelheid van licht ter discussie stellen. Ik meen dat een portugees met deze theorie op de proppen kwam. Even uit mijn hoofd en erg simplistisch kwam het er op neer dat de snelheid van licht relatief is. Stel je een voor dat je een trein hebt die, theoretisch gezien, 300 000 km/s rijdt. Ga je vanuit die trein de snelheid van het licht meten dan kom je uit op een snelheid van +300 000 km/s. Door op deze manier te rekenen kunnen enkele vraagstukken beantwoord worden die met de huidige geldende wetten niet beantwoord kunnen worden. Tevens heeft Einstein zelf de uitspraak gedaan dat elke fysische wet geldig is binnen zijn eigen geldende beperking.

De theorie waar ik het over heb is momenteel stof tot discussie omdat het tegen huidige aannames gaat. Maar rond 1800 dacht men ook dat men met de toenmalig geldende natuurkundige wetten alles zou kunnen verklaren. Alleen zoiets als electrischiteit moest toen nog worden ontdekt

[Verwijderd]

"In a traditional computer, information is encoded in a series of bits, and these bits are manipulated via Boolean logic gates arranged in succession to produce an end result.  Similarly, a quantum computer manipulates qubits by executing a series of quantum gates, each a unitary transformation acting on a single qubit or pair of qubits.  In applying these gates in succession, a quantum computer can perform a complicated unitary transformation to a set of qubits in some initial state.  The qubits can then be measured, with this measurement serving as the final computational result.  This similarity in calculation between a classical and quantum computer affords that in theory, a classical computer can accurately simulate a quantum computer.  In other words, a classical computer would be able to do anything a quantum computer can.  So why bother with quantum computers?  Although a classical computer can theoretically simulate a quantum computer, it is incredibly inefficient, so much so that a classical computer is effectively incapable of performing many tasks that a quantum computer could perform with ease."

http://www.cs.caltech.edu/~westside/quantum-intro.html

[Verwijderd]

Dat ze zo'n duidelijke foto van een stel quantumbits hebben kunnen maken, dat vind ik pas knap

[Verwijderd]

Canon Powershot Z3003

[DAMAGE]

Is het niet zo dat ze eigenlijk op een of andere mannier het wiel weer aan het uitvinden zijn? NAND NOT (CNOT) etc poorten zijn gewoon digitaale schakelingen van onderandere boleaanse functies.

Of zit ik nu helemaal fout, correct me if iam wrong

[OverSoft]

ja, klopt, maar euhm, hoe wil jij anders een processor bouwen?

in een p4 of een amd zitten alleen maar logische poorten, dat ding is helemaal volgestouwd met ANDs, ORs, XORs, NOTs, NANDS, NORs en NXORs

Meer is een processor niet hoor


Wat ze nu doen is juist fantastisch, ze rekenen met atomen en kunnen daar boolean algebra op toepassen, wat de eerste stap is richting logische circuits.

[Verwijderd]

Ze vinden het wiel niet opnieuw uit, ze passen een andere techniek toe op een bestaand principe.

[Vold]

"Our guess is anywhere between 10 years and 100 years from now,"

Dit is wel een erg grote schatting Dit had ik zelf ook nog wel kunnen doen .... !

[aphx]

Klinkt als:

"nog lange niet, maar je weet nooit hoe de stand van zaken over 10 jaar zal zijn..."

[Verwijderd]

Je bedoelt :"It's done when it's done!"

[Dope-E]

Op het moment dat Duke Nukem Forever uitkomt zullen de systeemeisen onder andere bestaan uit een quantumcomputer!

[Jefrey Lijffijt]

Het verschil is dat jouw mening nietszeggend is en als een wetenschapper zegt dat het erg onbekend is dat zo'n uitspraak wel waarde heeft.

[Verwijderd]

Menig tweaker zal zich wel weer hoofdpijn bezorgen met het proberen uit te denken hoe dit alles later te overclocken zal zijn.

[Verwijderd]

Sneller dan lichtsnelheid lijkt me moeilijk hoor

[Azbest]

Kijk dit vind ik nu leuk nieuws. Zoveel onderzoeken of research die helmaal nieuw zijn, zijn er vandaag de dag niet veel meer.

Persoonlijk heb ik namelijk het idee dat er tegenwoordig niet echt veel vernieuwends wordt ontdekt of onderzocht.
Het meest wat hedendaags "uitgevonden" word is niet meer dan een verbetering op iets.

[Remy]

Nog een paar interessante links over quantum computing:

Quantum Computing faq
IBM's Quantum info page
Oxford Quantum Information page
en van die laatste is CQC Introductions : Quantum Computing de moeite van het lezen waard.

Het principe van quantum computing brengt trinair computing in de wereld, in plaats van het huidige binaire stelsel. In dit geval dus niet meer 0 OF 1, maar 0 EN 1, iets dat zeer interessant is voor de rekencapaciteit

For example, in digital computers, the voltage between the plates in a capacitor represents a bit of information: a charged capacitor denotes bit value 1 and an uncharged capacitor bit value 0. One bit of information can be also encoded using two different polarisations of light or two different electronic states of an atom. However, if we choose an atom as a physical bit then quantum mechanics tells us that apart from the two distinct electronic states the atom can be also prepared in a coherent superposition of the two states. This means that the atom is both in state 0 and state 1.

[B-lennium]

Quantum computers werken wel iets anders als een gewoone pc ..

dit stond oit eens in de KIJK

als je een muur hebt met 100 deuren en achter 1 duur licht een rode bal . als je een pc de opdracht geeft om de bal te vinden zal hij deur voor deur gaan kijken of de bal er ligt. een quantum computer gooit alle deuren in 1 keer open en zegt 'Daar ligt de bal !'

lijkt me leuk !

[siepeltjuh]

Deze tijd is op dit moment enkele honderden triljoensten van seconden. Binnen deze tijd zouden theoretisch ongeveer twee CNOT-berekeningen kunnen worden uitgevoerd.

Begrijp ik het goed dat het onderdeel van de "processor" maar lang genoeg op de goeie plek blijft zitten om 2 berekeningen te doen om daarna uit elkaar te vallen en niet meer terug te gaan.
Of gaan de deeltjes weer na een bepaalde tijd weer terug in de eerste vorm.

Anders moeten ze eerst nog maar even het lab in om te zorgen dat het ding het een week uithoud. Met andere woorden voordat zoiets enkele jaren goed blijft werken ben je wel 50 jaar verder.

[Dark_man]

Dat is te moeilijk voor ons simpele zieltjes om dat te begrijpen.

Wij als Tweakers hoeven ons enkel bezig te houden met de vraag: Hoe ver kun je hem overclocken?

[Madcat]

ik denk niet dat we snel een quantem computer thuis zullen hebben, je kan er maar hele beperkte dingen mee doen, deze gaan echter wel super snel, maar gewoon 1+1 optellen dat kan al niet eens.

quantem computers zullen echter en alleen maar geconstrueerd worden voor een simpele taak, bijvoorveeld het verzinnen van een random code ofzo. maar wie weet wat de ideeen/mogelijkheden over een paar jaar zijn.

[CARman]

maar gewoon 1+1 optellen dat kan al niet eens

Maar daar maar nog van. Zeker gezien de huidige ontwikkelinge is het niet de vraag, of, maar wanneer ..........

En verder kan een normale computer ook niet meer dan 1 + 1. Vergeet niet dat een computer nog steeds domweg met het binaire stelsel werkt, die de waarde 1 of 0 hebben, en verder helemaal nix. En die kan ook compleze berekeningen doen.

Reken er dus maar op, dat die Q

[jvo]

ik denk niet dat we snel een quantem computer thuis zullen hebben, je kan er maar hele beperkte dingen mee doen, deze gaan echter wel super snel, maar gewoon 1+1 optellen dat kan al niet eens.

Misschien moet je het ook meer als een co-processor zien. Zoals de FPU. Zo zou je bijvoorbeeld ook die optische chips kunnen gebruiken. Niet als CPU an sich, maar als uit breiding erop. Een ALU kan je volgens mij voorlopig beter traditioneel maken.

[Verwijderd]

En waar is dat dan allemaal op gebaseerd?