'Elektronenvallen' vormen nieuwe stap naar quantumcomputer

Onderzoekers in Zurich zijn erin geslaagd individuele elektronen in quantumdots te vangen. De spin van verstrengelde elektronen konden met lasers gemanipuleerd worden zodat quantumberekeningen binnen bereik komen.

De wetenschappers slaagden erin elektronen te vangen dankzij een speciaal halfgeleidermateriaal dat zij hiertoe lieten 'groeien'. Bovenop een kristal van galliumarsenide, werden twee lagen indium-galliumarsenide aangebracht. In deze twee lagen vormen zich een soort bubbeltjes en dit zijn de quantumdots, structuren die het midden houden tussen halfgeleidermateriaal en individuele moleculen. De quantumdots in de tweede laag ontwikkelden zich direct boven de dots in de eerste laag indium-galliumarsenide.

De medewerkers van het The Quantum Photonics Group in Zurich slaagden erin per quantumgat één elektron te plaatsen en de spin van de gevangen elektronen met behulp van lasers te manipuleren en analyseren. De spin van een elektron kan zich in superpositie bevinden, zodat deze tegelijkertijd in twee richtingen wijst en dus zowel een één als een nul kan vormen. Het lukte de onderzoekers bovendien om de boven elkaar liggende qubits te verstrengelen zodat een beïnvloeding van de ene elektron leidt tot een verandering van staat van de ander. Dankzij de mogelijkheid de gekoppelde quantum bits extern met de laser te manipuleren, zouden fundamentele quantumberekeningen uitgevoerd kunnen worden. Zo slaagden de onderzoekers erin de spin van de elektronen in de quantumdots op een gecontroleerde manier te veranderen en weer uit te lezen. Of de successen van het team naar een quantumcomputer te vertalen zijn, betwijfelt één van de auteurs echter, aangezien de schaalbaarheid van het gedemonstreerde systeem vooralsnog beperkt is.

Reacties (54)

[Pruts0r]

Een zeer interessante ontwikkeling, en ik ben blij met 'voetnoot' in de laatse zin van het artikel "Of de successen van het team naar een quantumcomputer te vertalen zijn, betwijfelt één van de auteurs echter," want meestal worden dit soort ontwikkelingen direct overdreven alsof de technologie morgen al de deur uit gaat terwijl er gewoon nog jaren onderzoek nodig is.

Voor de mensen die zich nu afvragen wat ze eigenlijk hebben gelezen (gezien de reacties een heleboel) probeer je het volgende voor te stellen:

Dit is een stap in de richting van de quantum computer, een quantum computer is een fundamenteel andere vorm van computing dan de traditionele slicium gebaseerde CPU. Een quantum computer kan sommiege berekeningen - bij lange na niet alle - veel sneller uitvoeren (ordes van grootte sneller) maar je besturingsysteem zal er niet op draaien. Een beetje zoals het GPU vs CPU verhaal. We worden lekker gemaakt met GPU die megaflops sneller zijn dan onze CPU's, maar alleen maar voor hele specifieke brekeningen.

Hoe nou voor te stellen dat een Quantum computer zoveel ordes van grootte sneller is, tja dat blijft lastig en dan zul je toch echt de literatuur in computer duiken. Ik kan wel een ander voorbeeld geven waarbij er een dergelijk verschil is. Aangezien we hier op tweakers zitten neem ik aan dat de meeste mensen wel eens te maken hebben gehad met de FFT (Fast Fourier Transform), een techniek om een singaal (1D) of een afbeelding (2D) om te zetten naar een scale aan frequenties. Voor een computer is dit best veel rekenwerk, maar wist je dat er een apparaat bestaat die dit met de lichtsnelheid kan uitrekenen? Jawel, dat apparaat heet een 'optische lens' . Zie het plaatje op de volgende link:
An Intuitive Explanation of Fourier Theory
We kunnen precies hetzelfde in de computer doen als in de lens gebeurt, maar nooit met de snelheid en nauwkeurigheid als daar gebeurt.

Ik hoop dat dat het een beetje aannemelijk maakt dat er andere fundamenteel andere technieken zijn waarmee bepaalde problemen in orde van groottes sneller kunnen worden opgelost.

[edit: spellingz]

[Reactie gewijzigd door Pruts0r op 24 juli 2024 18:07]

[blspjnl]

Misschien een droog voorbeeld, maar quamtumcomputers zijn t.o.v. gewone CPU's net als dragsters t.o.v. personenwagens. De een kan zeer hard en snel gaan op zijn rechte weg, maar wil je er een bocht mee maken.. Je moet uiteindelijk toch kiezen waar je het meest aan hebt, om nou bij iedere bocht uit de dragster te stappen, dan de neus op te tillen om de bocht rond te komen ziet ook niemand zitten ( op een enkeling na).

[_Thanatos_]

En dat terwijl elektronen vele malen kleiner zijn dan atomen... Knap. Maar die superpositie klinkt nog steeds als een mythisch iets. Net als het bootje dat twee kanten tegelijk op vaart.

[Verwijderd]

Dat is juist een van de principes van zo'n quantumcomputer: in het dagelijks leven zien wij 1 deeltje dat 1 plaats kan hebben, maar in de quantummechanica kan zo'n deeltje (als het überhaupt een deeltje genoemd mag worden ) op meerdere plaatsen tegelijk zijn (of in dit geval: meerdere spins tegelijkertijd).

Het is moeilijk voor te stellen (eigenlijk onmogelijk) maar het verklaart een aantal verschijnselen.

[.oisyn]

Een mooi voorbeeld hiervan is een experiment met een foton emiter, een spiegel die 50% van het licht reflecteert en de andere 50% doorlaat (die diagonaal staat tov de richting van de emiter - dus 50% gaat rechtdoor door de spiegel, en 50% in een hoek van 90 graden), en twee detectoren aan beide kanten van de spiegel (plaatje 1).

Bij het afvuren van een foton zal een van de twee detectoren aanslaan. Welke kun je niet zeggen, maar wel dat ze beide bij elk foton dat afgevuurd wordt 50% kans hebben om aan te slaan, en dat er elke keer door het foton dus een willekeurige richting wordt gekozen.

Wijzig nu de opstelling, zodat op de plek van de detectoren diagonale 100%-spiegels worden geplaatst (op gelijke afstand van de 50%-spiegel), zodat beide stralen elkaar kruisen. Precies op dat kruispunt zet je wederom diagonaal een 50%-spiegel, met daarachter weer de twee detectoren (plaatje 2).

Nu zou je zeggen dat beide detectoren nog steeds 50% kans hebben (voor de ene detector gaat 25% rechtdoor bij spiegel 1 en weerkaatst ie bij spiegel 2, en 25% weerkaatst bij spiegel 1 en gaat rechtdoor bij spiegel 2. Voor de andere detector gaat 25% 2x rechtdoor en 25% weerkaatst 2x). Toch blijkt dat niet zo te zijn. Dat komt omdat een foton niet daadwerkelijk maar 1 pad aflegt, maar allebei tegelijk! Hij is tussen de twee spiegels in superpositie, waarbij hij bij spiegel 2 met zichzelf interfereert en vanaf dat punt altijd hetzelfde pad neemt, waardoor 1 detector 100% van de keren aanslaat.

Op het moment dat je obstructie op een van de paden plaatst (plaatje 3), krijg je weer een 50/50 verdeling (omdat het foton dan niet meer met zichzelf kan interfereren omdat hij voor het ene pad voortijdig wordt onderbroken door de obstructie, waardoor hij een staat aanneemt) (overigens is het dan meer een 25/25 verdeling omdat 50% van de fotonen door de obstructie geabsorbeerd wordt ).

.edit: plaatje toegevoegd
.edit2: right, het foton

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 24 juli 2024 18:07]

[teaser]

Mooie uitleg!

Maar waarom komt het foton op plaatje 2 bij de bovenste detector terecht, en niet bij de rechtse?

edit: 'het' dus

[Reactie gewijzigd door teaser op 24 juli 2024 18:07]

[Verwijderd]

Antw: Eigenlijk heel simpel: Als je de beide 50%-spiegels weghaalt, dan wordt de bovenste detector (ook) geactiveerd!
Het interessante hieraan is dat het foton `weet` waar het eigenlijk naar toe moet.

_{.edit: overigens mijn complimenten voor de heldere uitleg!}

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 18:07]

[.oisyn]

het foton

Ok, dat doe ik dus al blijkbaar mijn hele leven fout Dat krijg je er nou van als alle boeken die je erover leest in het Engels zijn. 't Heeft me ook een hele tijd gekost voordat ik termen als "collapsing the wavefunction" en "entanglement" fatsoenlijk naar het Nederlands kon vertalen .

Heb m'n oorspronkelijke post maar even aangepast, tx

[blspjnl]

Is dat niet de proef van Michelson en..die andere? Dit werd toch gebruikt om te kijken of er ''etherwind' was,

[Verwijderd]

Is inderdaad een prachtig voorbeeld! Wat misschien nog beter voor te stellen is, is De kat van Schrödinger. KLIK

Hoe een kat tegelijk dood en levend kan zijn. Zelfde principe!

Edit: oeps is hieronder al genoemd

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 18:07]

[Verwijderd]

Het zou dus ook kunnen zijn dat alles wat in de quantum mechanica onjuist is en dat wat we waarnemen heel andere oorzaken heeft.

[Verwijderd]

Ja, dat kan

Het zou ook kunnen dat al het leven op aarde eigenlijk een illusie is voorgespiegeld door boosaardige aliens uit een ander zonnestelsel die jou het gevoel willen geven dat je niet de enige bent op de wereld, maar ondertussen je achter je rug uitlachen...

Je kan aan alles gaan twijfelen, en uiteindelijk zal je er dan waarschijnlijk net als Decartes achter komen dat je maar één ding echt zeker weet:
cogito ergo sum (ik denk dus ik besta)

Dus misschien kunnen we beter maar niet aan alles twijfelen, en sommige dingen, gewoon aannemen. Ik bedoel we weten ook niet 100% zeker dat een atoom bestaat uit protonen en wolk elektronen die daar omheen draaien. Nog nooit heeft iemand een atoom op die schaal kunnnen 'fotograferen'. Maar toch, in de wetenschap werken ze al heel lang met dat model, en het blijkt alsmaar te kloppen, dus tsja, misschien moeten we maar aannemen dat dat model wel redelijk klopt...

Ik vond trouwens op youtube een best duidelijk (teken)filmpje van het experiment waar de hele quantum-mechanica eigenlijk op gebaseerd is, best interessant:
http://www.youtube.com/watch?v=_rQiF2cRKdc

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 18:07]

[WPN]

ik kom op een filmpje uit met de titel

What tHe BLeeP Do wE (k)now? Part 3 "Double-Slit Experiment"

[Verwijderd]

beroemd voorbeeld is een kat in een geluidsdichte -etcetera- doos stoppen. Zolang jij de doos niet open maakt, weet jij niet of de kat dood is, of nog levend, en zal je hem dus als dood en levend tegelijk moeten beschouwen.

[wh1t3 sh4d0w]

schrödinger's cat. Er zit als ik het mij goed herinneren een fles met vergif in de doos die op een willekeurig tijdstip breekt. Op dat moment is de kat tegelijkertijd dood en levend tot er een observatie wordt gedaan.

in de quantummechanica ligt het allemaal iets ingewikkelder er is namelijk ook een theorie die stelt dat er altijd een superpositie is en dat alelen het tijdstip van observatie bepaald welke staat je ziet, maar dat die observatie niet de daadwerkelijke staat bepaald.

[.oisyn]

Er zit als ik het mij goed herinneren een fles met vergif in de doos die op een willekeurig tijdstip breekt. Op dat moment is de kat tegelijkertijd dood en levend tot er een observatie wordt gedaan.

Kleine nuancering. Je zegt "op dat moment", maar dat moment weet je juist niet. In het originele gedachten-experiment van Schrödinger gaat het om een deeltje met een halfwaardetijd van, zeg, een uur, en een geiger teller die verbonden is met een hamer. Als de geigerteller aanslaat dan slaat de hamer het potje met gif kapot waardoor de kat sterft. Als je deze opstelling in de doos maakt, samen met de kat, en je sluit de doos, dan kun je niet zien of de kat dood is. Na een uur is er 50% kans dat de kat dood is en 50% dat ie nog leeft. Eerder dan een uur is de kans groter dat ie leeft, later dan een uur is de kans groter dat ie dood is, maar gezegd wordt dat de hele doos (inclusief) kat zich in een superpositie bevindt. De kat is zowel dood als levend en neemt een staat aan zodra er geobserveerd wordt - volgens de Copenhagen interpretatie van quantum mechanica althans.

Schrödinger had dat gedachtenexperiment verzonnen om de absurditeit ervan aan te duiden. De vraag is natuurlijk wat een observatie precies is. Kan de kat zelf die observatie niet doen, of zijn alleen wij mensen daarin toe in staat. Nogal een filosofie van het kaliber "if a tree falls in a forest and there's no one to hear it, does it make a sound?". Superpositie lijkt voor hele kleine deeltjes wel op te gaan, maar voor ons in het alledaagse leven (gelukkig) niet. Dus de vraag is waar precies de grens zit - bij welke orde van grootte wordt het zo goed als onmogelijk om voor een langere tijd in superpositie te bestaan.

[GetaGrip]

"Na een uur is er 50% kans dat de kat dood is en 50% dat ie nog leeft. Eerder dan een uur is de kans groter dat ie leeft, later dan een uur is de kans groter dat ie dood is, maar gezegd wordt dat de hele doos (inclusief) kat zich in een superpositie bevindt."

Wat ik heb begrepen is dat de superpositie zich exact op leven en dood (50%/50%) moment bevindt en niet ervoor of erna.

Verder is dit een aanname door de observator en kan niets met zekerheid geconcludeerd worden, alleen dat de kat dood of levend is. Zolang er geen observatie is, oftewel de doos blijft dicht - is dat de enige aanname die gemaakt kan worden.

"Kan de kat zelf die observatie niet doen, of zijn alleen wij mensen daarin toe in staat."

Weer een aanname van mijn zijde, de kat is onderdeel van het geheel - dus deze kan nooit de observatie maken.

Maar oké, heb mij hier ooit in verdiept door de laatste 2 afleveringen van de Sopranos, dus misschien zit ik er helemaal naast

[.oisyn]

Wat ik heb begrepen is dat de superpositie zich exact op leven en dood (50%/50%) moment bevindt en niet ervoor of erna.

Dan heb je het verkeerd begrepen (kende je de quote tag trouwens al? [ q]...[ /q] ). Waar het om gaat is de golffunctie van het geheel, wat in feite staat voor de kansen waarin het zich in een bepaalde staten bevindt. De superpositie is weg zodra met 100% zekerheid de staat is aangetoond. Dan wordt de golffunctie "opgelost" zoals dat heet, wat bij een meting oftewel observatie gebeurt. Staat hoeft ook niet binair te zijn. De positie van een electron om een atoom bijvoorbeeld. Bij alle plekken waar hij mogelijk kan zijn hoort een kans dat ie daar is. De golffunctie van die electron beschrijft dat geheel.

Leesvoer:
http://en.wikipedia.org/wiki/Wave_function
http://en.wikipedia.org/wiki/Wave_function_collapse

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 24 juli 2024 18:07]

[GetaGrip]

Lol, ik ga nu even copy/pasten van wiki, mischien zie ik dingen die er niet zijn (oftewel moet ik mijn eigen doos even openmaken)

"Een kat wordt in een stalen ruimte opgesloten, samen met de volgende helse machine (die men afschermen moet tegen direct ingrijpen van de kat): in een buisje zit een minuscuul klein beetje van een radioactief element, zo weinig, dat gedurende een uur mogelijk een van de atomen vervalt, maar even waarschijnlijk ook niet. Vervalt een atoom, dan detecteert een geigerteller dat en laat via een relais een hamertje vallen, dat een flesje met blauwzuur stuk slaat. Als men dit systeem een uur lang aan zichzelf heeft overgelaten, dan zal men zeggen dat de kat nog leeft als intussen geen atoom vervallen is. Het eerste atoom dat vervalt zou de kat vergiftigd hebben."

Hierdoor nam ik aan dat de "superpositie" exact op dat moment moest plaatsvinden.

Maar ik neem het gelijk van je aan, deze Sopranos-kwantummechanica-amateur

[Verwijderd]

Schrödinger gebruikte dit gedachtenexperiment niet om aan te tonen dat het idee van superpositie absurd is, maar om aan te tonen dat de status van de kat niet wordt bepaald door iemand die toevallig de doos opent om te zien of de kat nog leeft of dood is. Immers, de kat weet zelf wel of-ie dood is of niet! Met andere woorden: de superpositie wordt niet opgeheven / de golffunctie wordt niet "opgelost" pas als een (bewuste) waarnemer de status meet. Het is correcter te zeggen dat dit gebeurt op het moment dat het kwantumdeeltje een macroscopisch effect teweeg brengt.

Aanschouw het volgende gedachtenexperiment:
Vervang de doos door een kantoortje zonder ramen en een geluidsdichte deur. Vervang de kat door een computer met printer. Iedere seconde print de computer te tekst "Nee" op de printer, samen met een timestamp. Zodra de geigerteller radioactief verval meet, print de computer "ja" op de printer, samen met een timestamp. Zou het dan echt zo zijn dat het papier in de printer maagdelijk wit blijft tot het moment dat iemand de deur van het kantoortje opent, op welk moment de volledige tekst op magische wijze op het papier verschijnt? Niet erg waarschijnlijk.

Schrödinger schijnt overigens erge spijt te hebben gehad van zijn gedachtenexperiment, omdat het door vrijwel iedereen werd gezien als een argument tegen superpositie, terwijl hij het had bedoeld als een argument voor...

[Keneo]

En ik die nu altijd gelezen had dat Schrödinger het als een argument tegen bedoeld had, maar de theorie juist bekend werd door zijn argument, en hij daardoor spijt had...

Hij wou idd aantonen dat het absurd was...

Maar over je experiment gesproken:
Er zijn inderdaad mensen die beweren dat wanneer de kamer gesloten is (er zich dus nergens een observer bevind) het papier idd niet beshreven is tot er iemand binnenkomt om het vast te stellen. Pas dan worden alle beslissingen genomen en zichtbaar.

Je kan het zien als een computerspel waarbij je een gebouw binnengaat, de binnekant van de kamer zal pas berekend worden en getoond worden op het moment dat je binnenkomt, daarvoor bestond er echter wel informatie over wat er zich in die kamer kon bevinden, maar was het niet nodig om door te rekenen wat er aan de hand is, pas als iemand wil weten wat er zicht in de kamer bevind wordt alles berekend en getoond...

Natuurlijk moeilijk om te geloven dat de wereld echt zo in elkaar zit, maar voor een karakter in een computerspel is het leven wss ook niet maklijk te aanvaarden...

(dit laatste was mijn persoonlijke interpretatie van het schrodingers kat verhaal in combinatie met The matrix)

[Reactie gewijzigd door Keneo op 24 juli 2024 18:07]

[Ruuddie]

Ik denk dat een electron in superpositie dan niet rechtsom, niet bovenlangs, maar naar rechtsboven draait, vanuit de laser gezien?
Dit lijkt mij iig de meest simpele verklaring.

[Reactie gewijzigd door Ruuddie op 24 juli 2024 18:07]

[Inuyasha]

Superpositie betekent dat een deeltje alle mogelijk spins heeft, totdat een waarneming bevestigd dat ie een bepaalde spin heeft. Ik heb wat geextrapoleerd vanuit wikipedia:

"Pas als je een waarneming gaat doen, dwing je het deeltje om één bepaalde spin te hebben. Het is niet zo dat we niet weten wat voor spin een elektron heeft, het heeft gewoon geen precieze spin totdat er een waarneming wordt gedaan."

Het klinkt allemaal tamelijk verheven, maar iets dat wij ons niet voor kunnen stellen, is niet per definitie onjuist.

[Reactie gewijzigd door Inuyasha op 24 juli 2024 18:07]

[ILT]

Het klinkt allemaal tamelijk verheven, maar iets dat wij ons niet voor kunnen stellen, is niet per definitie onjuist.

Natuurkundige theorieën hoeven inhoudelijk ook niet overeen te komen met de werkelijkheid. Heck, we weten nieteens en zullen nooit weten wat die werkelijkheid wel niet is. Superpositie, spin zijn allemaal veronderstellingen in een theorie die niet gefalsificeerd is door experimenten en zodoende nu de meest accurate manier is om het gedrag van deeltjes te beschrijven en (belangrijk) voorspellen. Op een bepaald level, hoef je het je nieteens voor te kunnen stellen.

[Crazz]

Het is niet zo ingewikkeld:
Zie het als een kamer waarin een balletje rondvliegt en dat gegeven is het enige dat je weet. Je kan dus vooraf niet zeggen in welke richting (in welk vlak) dat balletje beweegt en met welke snelheid en dus ook niet precies waar dat balletje zich op een bepaald moment bevindt. Pas als je de kamer openmaakt en gaat kijken kun je dat afleiden. Theoretisch zijn er vooraf dus (bijna) oneindig veel mogelijkheden voor de positie van dat balletje.

[Beowulff]

Dit is niet helemaal een goede vergelijking. Met een balletje kun je kijken waar het is en waar het heen vliegt, dus ook als je klaar bent met kijken kun je nog afleiden waar het balletje is en waar het heen gaat.

Het probleem met elektronen is dat er op deze schaal een limiet is aan wat je kunt vastleggen, de zgn. onzekerheidsrelatie. Zo kun je de locatie van een elektron vastleggen, maar daarmee verspeel je je mogelijkheid om de snelheid en richting vast te leggen. Dat betekent dat je na je waarneming geen enkel idee meer hebt waar het elektron dan is. Tot je weer een nieuwe waarneming doet, natuurlijk. Zo'n zelfde soort onzekerheidsrelatie geldt ook voor de componenten van de spin van een deeltje.

[graey]

Gewoon 'je weet niet waar de veer drijft tot je kijkt waar de veer drijft', voordat je kijkt kan de veer overal in de zee drijven
Enneuhm, exrapoleren uit de wiki? Wij noemen dit gedrag citeren, "extrapoleren is het uitbreiden van een reeks getallen met punten die buiten de reeks liggen" (wikipedia).

[Inuyasha]

Ik heb het niet geciteerd, ik heb wat overgenomen en het aangepast, zodat het over spin ging. Extrapoleren is eigenlijk doortrekken, dat kan evengoed met informatie.

[The Reeferman]

Ik kan je aanraden, als je enigszins geïnteresseerd bent in dit onderwerp, naar "What the bleep do we know (2)" te kijken. Daar word aangetoond met experimenten, dat een deeltje zich anders gedraagd als het waargenomen word. Ik schat dat het iets te maken heeft met wat wij verwachten, en met die verwachting een deel van het proces vormt.

[leoBO]

Enige jammere is wel dat what the bleep do we know gefinanceerd/gemaakt werd door een rare sekte, niet altijd even correct omgaat met de theorie, en vooral iets spiritueels wilt bewijzen.

[Beowulff]

En ik kan het je afraden, want "What the bleep do we know" heeft weinig tot niets met Quantum Mechanica te maken, maar alles met dat je de werkelijkheid zou kunnen veranderen met je gedachten.

[Verwijderd]

Ik denk dat we niet mee zullen maken wat we mee gaan maken als die quantumcomputers er zijn. Nu verdubbelt het aantal transistoren op een chip elke 18 maanden. De computer is dus 2 keer zo snel geworden in 18 maanden (wet van Moore). Als we dit met een quantumcomputer meemaken dan gaat de snelheid echter kwadratisch omhoog. Het schijnt dat een quantumcomputer met enkele honderden schakelingen al sneller is dan onze snelste supercomputer! Hier een diepgaande uitleg: http://www.youtube.com/pr...ery=quantum&search=Search

[poepkop]

Misschien dom, maar ik vraag me dan af wie hier ooit een OS op zal gaan programmeren en of dat niet erg moeilijk is? Je weet namelijk niet zeker of het nou 1 of 0 of iets daar tussen is.... Of wel?

[.oisyn]

Idd dom , want als je de reacties door had gelezen dan had je er een paar gelezen over het feit dat er nooit een OS zal draaien op een pure quantum CPU. Hij is namelijk niet voor alles geschikt - je moet het meer zien als een coprocessor die bepaalde algoritmen (lang niet alle algoritmen) exponentieel sneller kan oplossen dan een conventionele processor. Voor een OS en reguliere applicaties zul je dus nog steeds een conventionele CPU nodig hebben.

[svenk91]

heeft de normale huis tuin en keuken gebruiker de koemnde 30 jaar veel aan een quantum computer? uiteindelijk vast wel

voor wetenschappelijke dingen lijkt het me wel enorm handig.

alleen als die quantum computers zo geävanceerd worden. wordt dan het schrijven van programma's ervoor dan niet ook super de puper moeilijk?

[Icekiller2k6]

schrijven voor gewone computers is voor huis tuin gebruikers ook heel moeilijk (asm)
maar daarom is C en BASIC (en naderhand c++, pascal, fotran..) ontwikkeld..

[.oisyn]

Hoewel dat idd waar is (fortran (1950) was er trouwens ver voor BASIC (1964) en C (1972) ), is een quantum computer niet zomaar een computer zoals we die nu kennen. Een quantum CPU zal niet alle dingen kunnen doen die huidendaagse CPU's kunnen doen. Hij is vooral bedoeld voor het uitbuiten van quantum superpositie in algoritmes, maar dan moeten die algoritmes daarvoor wel geschikt zijn. Voor de rest (normale applicaties en het operating system) hebben we nog gewoon een conventionele CPU nodig.

[analog_]

ze zijn beschikbaar

[Wolfjemidas]

Denk ook bij quantummechanica aan het onzekerheidsprincipe van Heisenberg.

Voor de wat diepere theorie kijk maar op wikepedia, maar in het kort samengevat komt het erop neer dat wij of de plaats, of de snelheid van een deeltje kunnen meten, maar nooit beide. Met andere woorden, de plaats bepaal je door onderzoek te doen aan 1 electron, daardoor is de snelheid van de spin niet te bepalen en lijkt het dus alle kanten op te gaan. Ik denk dat dat het fundamentele probleem is in deze.

[Gulli]

Wat ik er ook van heb begrepen is dat je niet meer gelimiteerd bent op 1 en 0, ofwel aan of uit, ja of nee. Aangezien het hier niet gaat om 2 posities die een transistor in kan nemen maar om de vele richtingen die een spin kan hebben worden de mogelijkheden enorm vergroot. Of dit voordeel heeft voor de snelheid of voor de capaciteit (als in geheugen/buffer/bandbreedte) dat weet ik niet, zo ver reikt mijn kennis niet.

[Lethalshot]

Wat ik er ook van heb begrepen is dat je niet meer gelimiteerd bent op 1 en 0, ofwel aan of uit, ja of nee. Aangezien het hier niet gaat om 2 posities die een transistor in kan nemen maar om de vele richtingen die een spin kan hebben worden de mogelijkheden enorm vergroot

Dit klopt niet helemaal, je bent niet meer gelimiteerd tot of 1 of 0, want je kan ook 1 en 0 hebben maar op het kleinste niveau is ook materie binair. Een elektron kan bijv alleen maar of linksom of rechtsom draaien, met superpositie kan je linksom en rechtom creeeren, maar je blijft gelimiteerd tot links of recht en je krijgt dus niet een heel scala aan extra mogelijkheden.

[rethxoth]

Waarom typt iedereen Quantum? Het is toch Kwantum?

[kiang]

Vertaling:
Dit betekent dat we niet langer gebonden zijn aan de afmetingen van atomen. Zoals je wel weet gaan we naar steeds kleinere procedés in CPUs (momenteel 45nm) maar dat kan met 'klassieke' methoden niet blijven duren: transistoren en andere onderdelen zijn namelijk uit atomen gemaakt, en die hun grootte kun je niet aanpassen. De limiet is als ik me niet vergis 11nm.

Wanneer we echter in staat zijn sub-atomaire deeltjes te manipuleren en analyseren ('lezen en schrijven') kunnen we plotseling veel kleiner te werk gaan (een elektron is miljarden malen kleiner dan een gemiddeld atoom), waardoor we minder materiaal en stroom gebruiken, en meer kracht op een kleinere chip kunnen zetten.

Mooie ontwikkeling dus Moore is nog lang niet dood

[Verwijderd]

@kiang -> dit is onzin!

Immers, we zitten nog steeds vast aan de afmetingen van atomen. Namenlijk, die subatomaire deeltjes (electronen) moet nog steeds ergens 'vastgehouden' worden.

Wat er gebeurt is dat in een quantumcomputer hetzelfde systeem (bijv een atoom of schakeling) gebruikt kan worden om meerdere toestanden/berekeningen tegelijk uit te voeren.

[kiang]

ik:

Wanneer we echter in staat zijn sub-atomaire deeltjes te manipuleren en analyseren ('lezen en schrijven') kunnen we plotseling veel kleiner te werk gaan

jij:

Wat er gebeurt is dat in een quantumcomputer hetzelfde systeem (bijv een atoom of schakeling) gebruikt kan worden om meerdere toestanden/berekeningen tegelijk uit te voeren.

Leg me het verschil uit?

offtopic: elektronen...

[Inuyasha]

Het is ook zo dat naarmate wij meer afdalen naar de wereld van de quantummechanica toegepast op de computer, er allerlei fascinerende quantummechanische processen zich voordoen, waar wij gebruik van kunnen maken. Dit stelt ons in staat om complexere systemen te bouwen.