Quantumregister van 14 qubits geproduceerd

Aan de universiteit van Innsbruck zijn natuurkundigen erin geslaagd een quantumregister van veertien qubits te maken. De qubits bestaan uit verstrengelde calciumatomen en kunnen met lasers worden gemanipuleerd.

Verstrengelde deeltjes kunnen worden gebruikt als quantumbits, ofwel qubits voor quantumcomputers, maar het produceren van dergelijke qubits is niet eenvoudig. Het onderzoeksteam van natuurkundige Rainer Blatt van het Institute for Experimental Physics van de universiteit van Innsbruck is er echter in geslaagd een quantumregister te bouwen dat uit veertien qubits bestaat.

De onderzoeksgroep had in 2005 al met succes een register met acht qubits gebouwd, maar heeft dat record nu geslecht. De qubits bestaan uit calciumatomen die in een ionenval met behulp van elektromagnetische golven worden gevangen. Met lasers kunnen de verstrengelde atomen worden gemanipuleerd, waarmee de qubits geschikt zijn voor gebruik in een quantumcomputer.

De verzameling qubits vertoonde enkele opmerkelijke eigenschappen. Zo is de levensduur van de qubits afhankelijk van de hoeveelheid qubits die bij elkaar zitten, niet lineair, maar gerelateerd aan het kwadraat van de hoeveelheid. Bovendien bleek de gevoeligheid van het register met de hoeveelheid qubits te groeien, een fenomeen dat 'superdecoherence' wordt genoemd, maar zelden wordt waargenomen.

De onderzoekers hebben in hun ionenval al 64 calciumatomen weten te vangen, maar konden deze nog niet in een verstrengelde toestand brengen. In plaats daarvan denken de natuurkundigen een groot aantal kleinere quantumregisters door middel van elektromagnetische koppeling aan elkaar te knopen voor gebruik in een quantumcomputer.

Reacties (81)

[-Bowser-]

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kwantumcomputer

[Verwijderd]

" Om een simpel voorbeeld te geven van een kwantumcomputer ten opzichte van een normale computer kan men zich het als volgt voorstellen als er de volgende vraag wordt gesteld:

Er zijn tien deuren en achter één ligt een appel, achter welke deur ligt die appel?

Ervan uitgaande dat de appel zich bijvoorbeeld achter deur nummer 8 bevindt, zal de normale computer deur nummer 1 openen, kijken of de appel daarachter ligt, en daarna de deur sluiten en naar de volgende deur gaan.

Dit proces zal de computer herhalen totdat hij de appel heeft gevonden. Een kwantumcomputer daarentegen zal alle deuren tegelijk openen en al na de eerste cyclus de appel achter deur nummer 8 vinden. "

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 06:43]

[.oisyn]

Leuk voor de leek om dingen beter te begrijpen, maar in de werkelijkheid kan een quantum computer dat helemaal niet. Bewezen is dat er minstens √N operaties nodig zijn om het goede antwoord achter N deuren te vinden. Dit is natuurlijk al heel wat beter dan een conventionele computer die N operaties nodig heeft. Een algoritme dat dit principe toepast is bijvoorbeeld Grover's search

[The Realone]

Omdat ik het overgrote deel nog steeds niet snap: In hoeverre is dit nou een grote vooruitgang ten opzichte van het 8 bits register uit 2005 (inmiddels toch alweer 6 jaar geleden!)?

[Rob Coops]

Om te beginnen zijn ze er achter gekomen dat hoe groter je register hoe meer last je krijgt van allerlei rare gevoeligheden en dat de levensduur van de qbits ook flink zal veranderen naarmate je meer qbits in een register stopt. (ik neem aan negatief maar dat is niet echt duidelijk in deze post)

Het resultaat is dat ze eerder verwachten 8 qbit opstellingen te maken in plaats van bijvoorbeeld 64 qbit registers. Dit is een belangrijk iets omdat als je eenmaal weet wat de beperkingen zijn je je onderzoek naar altijd maar groter in een andere richting zult moeten voortzetten dan simpel weg meer en meer qbits in een register te duwen.

Uiteindelijk zijn ze nog geen stapje dichterbij een Qputer (Quantum computer) met deze vindingen, maar ze hebben wel uitgevonden hoe het niet gaat werken en dat is hoe gek het ook klinkt misschien nog wel belangrijker. Immers dankzij deze vinding kunnen ze nu voorspellen dat als je een veel groter register wil maken zo als een 128 qbit versie je bepaalde problemen op zult moeten lossen. Of dat ook nuttig is om te doen of dat ze liever een 8bit Qputer bouwen voor ze gaan werken aan de 64bit versie geen idee maar alle stapjes ook die in de verkeerde richting zijn onder deel van de vooruitgang.

[Sisko]

is de levensduur van de qubits afhankelijk van de hoeveelheid qubits die bij elkaar zitten, niet lineair, maar gerelateerd aan het kwadraat van de hoeveelheid.

Lijkt mij dus dat de levensuur langer wordt 8 qubits = 8kwadraat tijdseenheden levensduur en 16 qubits = 16kwadraat tijdseenheden

Bovendien bleek de gevoeligheid van het register met de hoeveelheid qubits te groeien, een fenomeen dat supercoherentie wordt genoemd, maar zelden wordt waargenomen

Of dit positief of negatief is haal ik hier niet uit

In plaats daarvan denken de onderzoekers een groot aantal kleinere quantumregisters door middel van elektromagnetische koppeling aan elkaar te knopen voor gebruik in een quantumcomputer.

Maar hier lijklt het dat ze kleinere hoeveelheden aan elkaar vastmaken om groter te maken, dus groter is beter lijkt me dan weer.

Al met al, wat ik eruit haal is dat grotere aantallen qubits dus beter is

[PuzzleSolver]

UIt de bron:

In addition, the physicists of the University of Innsbruck have found out that the decay rate of the atoms is not linear, as usually expected, but is proportional to the square of the number of the qubits.

Lijkt het tegenovergestelde van de nederlands vertaling. In het orgineel staat namelijk verval i.p.v. levensduur.

When several particles are entangled, the sensitivity of the system increases significantly.

Ook uit de bron wordt mijn niet duidelijk of dat positief of negatief is.

Some weeks ago Rainer Blatt's research group reported on another important finding in this context in the scientific journal Nature: They showed that ions might be entangled by electromagnetic coupling. This enables the scientists to link many little quantum registers efficiently on a micro chip

Niet "in plaats van", dat staat niet in het orgineel. Hier gaat het om een andere manier om de "entanglement" te regelen.

[OddesE]

Een hogere decay rate klinkt niet positief inderdaad. Dat zou ook niet logisch zijn... zo van het is super moeilijk om één qubit te maken en een seconde in leven te houden, maar als we er 3 maken wordt het al iets makkelijker en bij 100 is het een eitje

[MacD]

Ik kreeg het ook niet uit de blurb op T.net, maar die quote maakt het duidelijk.

"Sensitivity" in dit verband betekent gevoeligheid voor (externe) effecten.

Dit betekent in feite dat des te meer qubits je hebt, des te sterker het systeem onderhevig is aan storing van buitenaf. Dat is niet goed: het wordt dus makkelijker om de (benodigde) entanglement te verbreken door externe invloeden. Dit relateert dus denk ik ook direct aan de inverse levensduur verwachting van een vermeerdering van qubits in het systeem: als het moeilijk is het systeem van externe invloeden af te sluiten (omdat deze een groter effect hebben), des te eerder het systeem opbreekt en dus des te korter de levensduur van het systeem is.

Tenminste, dat heb ik uit de quotes: het kan best dat de sensitivity en de levensduur totaal ongerelateerd zijn (en/of onafhankelijk zijn getest), maar ik heb de puf even niet om het gehele artikel te lezen....

[Verwijderd]

De capaciteit van kwantumcomputers stijgt exponentieel met het aantal qubits.

Uit Wikipedia

[T-men]

Quantum computers zijn in theorie klein en produceren weinig warmte (= energie zuinig en veel componenten dicht op elkaar)
Daarnaast zijn quantum-comuters bijzonder geschikt voor parallele verwerking.

Deze combinatie maakt dat deze techniek de potentie heeft uit te groeien tot bijzonder snelle kleine computers.

[.oisyn]

De door jouw aangedragen argumenten zijn dus absoluut niet waarom quantum computing interessant is . Het is interessant omdat ze een aantal problemen soms wel exponentieel sneller op kunnen lossen dan traditionele computers, door gebruik te maken van de quantum eigenschappen als superpositie, waardoor een qubit register meerdere waarden tegelijk aan kan nemen.

.edit: oh, misschien bedoel je met parallelle verwerking het feit dat je operaties toepast op qubit registers die in verschillende staten tegelijk kan verkeren? Dan nog is het niet mogelijk om in een keer al die antwoorden uit te lezen.

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 06:43]

[Verwijderd]

Euhm, toch wel. Ik kom net van de thesisvoorstellen aan de TELIN van de UGENT, waar een voorstel was om aan reversibele componenten te werken, als inleider op quantum-computing. Ze gaven exact die argumenten als reden dat het interessant is. Doordat geen informatie vernietigd wordt, wordt geen warmte ontwikkeld, en ze zijn geschikt voor parallelle verwerking, opnieuw omdat geen informatie verloren gaat.

Bovendien is het niet relevant dat het niet mogelijk is al die antwoorden uit te lezen in een keer. Dat is namelijk de overgang parallel-sequentieel en heeft inherent niets te maken met quantumcomputing, maar heb je ook bij bijvoorbeeld FPGA-CPU.

Als je nog steeds sequentieel zou willen werken in de toekomst is dat inderdaad een probleem, maar werk dan gewoon niet meer sequentieel...

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 06:43]

[OddesE]

Ok ok, maar jullie dwalen helemaal af van de originele vraag:

In hoeverre is dit [14 bits] nou een grote vooruitgang ten opzichte van het 8 bits register uit 2005

Hij vraagt dus niet naar de algemene voordelen van quantum computing maar naar de meer specifieke vooruitgang die hier wordt geboekt. Een hele valide vraag denk ik. Wij tweakertjes zijn allemaal gewend aan multicore processors die op gigaherzen lopen, met gigabytes geheugen en terabytes harde schijf ruimte... dus hoeveel is nou 14 qubits ten opzichte van 8.. kun je er überhaupt wat mee.

Mijn gevoel zegt dat elke extra qubit het vermogen wel exponentieel zal laten toenemen, )zoals Ronald hieronder ook aangeeft). Maar wat je hier nou mee kan? Kun je hier algoritmes mee draaien die vroeger (op 8 qubits) niet konden? Of draaien ze sneller?

[Stoney3K]

Als je nog steeds sequentieel zou willen werken in de toekomst is dat inderdaad een probleem, maar werk dan gewoon niet meer sequentieel...

Een computer die totaal geen toestand heeft is (voor zover ik weet) onmogelijk. Want hoe wil je dan je gegevens opslaan of weergeven voor de gebruiker? Zulke dingen zijn ook deel van de toestand van een machine.

Als je met 'sequentieel' bedoelt dat we van de klassieke toestandsmachine af moeten (Moore/Mealy machines) ben ik dat met je eens, omdat je altijd aan een eindig aantal toestanden zit. In het geval van PC's is dat ook zo: Het eindig aantal toestanden is daar enorm groot, maar je geheugen zit ook een keer vol.

Er zal dus altijd sequentieel gedrag zijn (al is het maar een reactie van 'gebruiker beweegt muis, daardoor beweegt de cursor') maar dat hoeft niet te betekenen dat we aan een eindig aantal toestanden zitten. Misschien moeten we maar weer eens kijken naar zaken als analoge computers, die (in theorie) oneindig zijn in hun variatie in toestand.

[Reactie gewijzigd door Stoney3K op 23 juli 2024 06:43]

[Verwijderd]

Het meest interessante vind ik nog die quantum verstrengeling, hoe is het mogelijk dat onafhankelijk van de afstand bij meting van 1 deeltje het andere deeltje beinvloed wordt? Iets heel elementairs wat we nog moeten ontdekken, een andere dimensie? Who knows..

[RBouwman]

Is dat niet weer iets als + en - lading van een elektron/ ion? Oftewel aantrekken of afstoten?

Het wordt me wel heel technisch bij dit bericht, vooral bij deze reacties, maar als je de qubits bij elkaar gebruikt, dan lijkt het me dat die zaken wel invloed op elkaar kunnen hebben.

[Cobalt Viper]

Een voorbeeld van een situatie waar een verstrengeld systeem kan ontstaan is het verval van een deeltje in twee deeltjes . Als dit gebeurt zijn er een aantal dingen die bijhouden moeten zijn. Bij voorbeeld impuls of spin. Als het originele deeltje impuls/spin gelijk aan nul had moet de som van de impuls/spin van de twee nieuwe deeltjes ook nul zijn. Als het originele deeltje op zo'n manier uit elkaar valt dat de twee nieuwe deeltjes uit elkaar vliegen gebeurt er nu iets vreemds. Als we aan een deeltje na een willekeurige tijd de impuls/spin meten dan weten we ook de impuls/spin van het andere deeltje (de totale impuls/spin was namelijk bekend). Het vreemde nu is dat in de kwantum mechanica een deeltje pas goed bepaalde impuls/spin heeft op het moment dat je meet, daarvoor is er enkelt een kansverdeling. Het meten aan het ene deeltje "dwingt" het andere deeltje dus een bepaalde impuls/spin aan te nemen. En het bizarre hieraan is dat dit onmiddelijk gebeurt, onafhankelijk van de afstand tussen de twee deeltjes. Dit gedrag overtreed op het eerste gezicht de wet dat niks (ook informatie) zich sneller dan het licht mag voortplanten... Er zijn een aantal verklaringen voor deze rare situatie.

[Reactie gewijzigd door Cobalt Viper op 23 juli 2024 06:43]

[OddesE]

Het interessantste is nog... Als je aan het ene deeltje van het verstrengelde koppel 'draait', reageert het verstrengelde deeltje dan instantaan, of zit hier een vertraging tussen? Als dit instantaan is, wordt dan niet de lichtsnelheid overschreden? Kunnen we daar hele snelle, ping-loze netwerken mee bouwen?

[Cobalt Viper]

Interacties met een subsysteem van het verstrengelde systeem (in dit geval één van de twee deeltjes) vernietigen de verstrengeling van het systeem. Het draaien aan een van de deeltjes heeft dus totaal geen effect op het andere deeltjes.

[Ventrigo]

"De qubits bestaan uit calciumatomen die in een ionenval met behulp van elektromagnetische golven worden gevangen." Als je calciumatomen kan vangen is dit dan de eerste vorm van teleporteren? (alleen het ontvangende gedeelt dan, aangezien er al genoeg in de lucht "zweeft").

[Umbrah]

Komt het wel op neer, wat leuk leesvoer:

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_teleportation
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_energy_teleportation

Het komt in feite op het volgende neer:

Een atoom heeft een bepaalde, unieke toestand, wat het precies DAT atoom maakt. Door die eigenschappen te versturen, krijg je in feite DAT atoom op een andere plek.

Het is ze al gelukt op een afstand van zo'n 16 kilometer met 86% nauwkeurigheid, maar er zijn een paar probleempjes wat ze belet om het uit te proberen met meer dingen, omdat de huidige technologie niet rekening houd met het volgende:

* Op macroscopische schaal (zeg maar, groter dan de atomen, dus: moleculen) wordt er geen rekening gehouden met de volgorde.
* Het is meer een vorm van duplicatie dan echte teleportatie.

Zeg maar, zou het ze lukken om alle atomen van zeg maar een mens en hun staat te kopiëren, dus: te teleporteren, dan zou jij nog steeds op het "lees" pad staan, en op het ontvangstplatform liggen al je basiselementen in, waarschijnlijk, een plasje bij elkaar.

[Ventrigo]

Zeg maar, zou het ze lukken om alle atomen van zeg maar een mens en hun staat te kopiëren, dus: te teleporteren, dan zou jij nog steeds op het "lees" pad staan, en op het ontvangstplatform liggen al je basiselementen in, waarschijnlijk, een plasje bij elkaar.

Voor deze quote ben ik het met je eens. De laatste zin dat je er als een plasje bij ligt zal wel niet. De atomen van de botten worden ook "meegenomen" bij het opbouwen. Het punt is alleen zal de "state of mind", ziel of ervaringen ook meekomen? Je creeert een "nieuw" mens, maar het overig is toch iets psychisch (al hoewel er volgens ook al deels bewezen is dat er "littekens" zijn van bepaalde herinneringen)

offtopic:
Ben niet gelovig, maar je bent dan bijna voor "god" aan het spelen. "Doe mij die maar"

[Reactie gewijzigd door Ventrigo op 23 juli 2024 06:43]

[Amanoo]

Ik zou zeggen dat ervaringen opgeslagen zitten in de hersenen in de vorm van bepaalde connecties. De ervaringen zijn op een bepaalde manier fysiek aanwezig. Als er een plasje ontstaat gaan deze verloren, net als wanneer je een harde schijf kapot slaat met ene moker. Als je een mens wél goed teleporteert, blijven deze behouden.

Maar wat is de waarde van een ziel? Je moet rekening houden met de eerste wet van thermodynamica.

offtopic:
Wil iemand mij slaan voor het plaatsen van de tweede alinea?
Flauwe referentie aan science fiction

[Shapeshifter]

Er staan wel meer fouten in het artikel, zo is versleutelen helemaal geen begrip in de kwantummechanica (let ook op de spelling van alles wat met kwantum te maken heeft... Waarom mensen alles als quantum spellen is me een raadsel, maar geen Nederlands), hier wordt waarschijnlijk verstrengelen bedoeld.

Verder zijn er kennelijk nogal wat misstanden over wat een kwantumcomputer allemaal meer en sneller kan dan conventionele computers. Het is niet zozeer dat ze sneller zijn in alles, maar meer in bepaalde bijzondere bewerkingen, zoals het factoriseren van priemgetallen met Shor's algoritme (wat zeer belangrijk is in de wereld van encryptie, ondermeer je telebankieren werkt met deze methode). Wel neemt de rekenkracht exponentieel toe met elke toegevoegde qubit in plaats van lineair.

Verder is een qubit (van quantum bit) geen stukje hardware zoals een transistor, maar meer een abstract begrip zoals een bit, dat gerepresenteerd wordt door eigenschappen van de in het artikel genoemde calciumatomen (in dit geval). Vaak wordt hiervoor de spin van een dergelijk atoom genomen. Het verschil met een gewone bit is dat een qubit zich in een supertoestand van de verschillende toestanden kan bevinden en dat deze gerepresentateerd worden door kansdistributies, zoals gebruikelijk in de kwantummechanica.

De ontwikkeling staat nog wel een beetje in de kinderschoenen, maar er zijn al weldegelijk bedrijven die hier mee werken, neem bijvoorbeeld http://www.dwavesys.com/...

[Verwijderd]

Volgens mij denken de meeste mensen dat DWave een marketingbedrijf is. Links naar problemen die ze hebben opgelost die overduidelijk niet optimaal met andere bestaande algoritmen zijn opgelost zijn welkom.

[Verwijderd]

is het mogelijk in de toekomst om met de rekenkracht en techniek van een quantum computer het menselijke brain te simuleren ? Kortom AI?

[Shapeshifter]

Er zijn theorieen die stipuleren dat het brein in principe een kwantumcomputer is (zoek maar eens op kwantumbreindynamica), met bose-einstein condensaten in de actinefilamenten als qubits. Henry Stapp is een grote naam in dat gebied, maar meer weet ik er niet van, want dat is niet mijn gebied.

[Stiegl]

Ok, de theorie en potentie van quatum computers is inmiddels wel duidelijk, maar ik vraag me af of die dingen er ooit gaan komen. Er wordt nu volgens mij al 30 jaar onderzoek naar gedaan maar er is nog steeds geen werkend exemplaar, althans niet verifieerbaar.
Ik heb eens een verhaal gehoord waarbij men een analogie trok met de ontwikkeling van de conventionele computer, maar ik heb het idee dat de ontwikkeling van de quantum computer bij lange na niet zo voorspoedig gaat.
Het zal er uiteindelijk wel een keer komen, of een andere revolutionaire techniek, maar als het zo doorgaat duurt dat volgens mij nog 10-tallen jaren.

[ikt]

Het ding met kwantummechanica is dat het op atomair niveau werkt. Een computer is in feite een verzameling aaneengekoppelde knopjes je óf aan óf uit kunnen. Theoretisch onderzoek naar een computer op papier verloopt veel makkelijker dan met iets werken dat én aan én uit kan zijn. Ook de grootte van de componenten kan een verschil maken. Computers kun je namelijk al gewoon maken van wat grote dingen die lekker voorhanden zijn en lekker makkelijk te bouwen zijn. Zelfs met je blote handen. Pielen met kleine atoompjes doe je niet zomaar, daarvoor heb je apparatuur nodig. Kleine aanpassingen zijn erg moeilijk.

Kortom, het gaat nog een tijdje duren voordat er echt vooruitgang in komt.

[Verwijderd]

supercoherentie, nognooitvan gehoord.

alereerst, de huidige quantumsysthemen zijn absoluut niet lein, ze zijn zeer groot in omvang, plus er moeten extreme koude temperaturen bereikt worden om een bepaalde toestant creeren. zo tegen het absolutie nulpunt.het bose einsteincondensate.
de rekenkracht verdubbeld zich bij elke qubit die wordt toegevoegd. in principe is er geen enkele encrypymethode bestand tegen dit principe. je zult dan gebruik moeten maken van de physiche eigenschappen van de staten en bijvoorbeeld de polarisatie van photonen bebruiken als enqruiptymethode. hetgenewat thosiba gebruik in quantum enqryptiesysthemen
immers zonder gebruik te maken van een foutcorrectie, zou een 128 bit qubit systeem 2 totde macht 128 aan combinaties van nummer kunnen bevatten een conventionele pc zou het een na het ander rekenen. en qubit systheem doet alle mogelijkheden in 1 keer geweldig.

de staat om een 0 en een 1 tegelijk te zijn is uniek. daar ooit gebruik van te kunnen maken van dit principe zou geweldig zijn.
enqryptiesythemen, databases doorzoeken,
of anders het vouwen van proteïnen, voor het vinden van een geneesmiddel tegen kanker of andere aandoeningen.
in dat opzicht zou het een flinke stap voorwaarts zijn naar meer begrip.

[ikt]

Je shift knop is kapoet

De kwantumcomputer is nog in een babyfase. Niet eens dat. De eerste transistoren werkten alleen in vacuum en waren per stuk even groot als je gemiddelde CRT-monitor. Langzamerhand zijn ze kleiner geworden en nu passen er gigantisch veel op een oppervlak van een paar vierkante centimeter. Ik verwacht dat over een hoop jaren ditzelfde met de kwantumcomputers gebeurt.

De rekenkracht verdubbelt trouwens niet. Het gaat exponentieel, maar zo hard dat elke toename zijn kwadraat is. 2^n/2 is de formule die hierbij wordt gebruikt.

[OddesE]

omg. Normaal gesproken commentarieer ik uit principe niet op spelling, maar nu moet ik gewoon een uitzondering maken. Hoe kan het zijn dat iemand die zo slim is als jij blijkbaar bent, niet in staat is om hoofdletters, punten, komma's en spaties juist te gebruiken? Gewoon luiheid??

Voor de wijsneuzen: Die spelfout heb ik er expres ingestopt!

[Verwijderd]

teleporteren,
in principe vernietig je de toestand van het bron deeltje en transporteer je de quantuminformatie naar een doeldeeltje.
zoiets al kopieren oftewel clonen is niet mogelijk in de quantumwereld.
.

[Verwijderd]

Offtopic;

Ooit gehoord van Quantum Entanglement? En nee, het is geen hypothese. Maar een het is bewezen en wordt volop mee getest voor praktische applicaties.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 06:43]

[themac1983]

Dit is nou al het 3e topic dat ik hierover lees in korte tijd (qubits).
Kan iemand in Jip en janneke taal uitleggen wat voor functie dit heeft/kan hebben?

[DriftwoodSan]

In Jip en Janneke:

Om een simpel voorbeeld te geven van een kwantumcomputer ten opzichte van een normale computer kan men zich het als volgt voorstellen als er de volgende vraag wordt gesteld:
Er zijn tien deuren en achter één ligt een appel, achter welke deur ligt die appel?
Ervan uitgaande dat de appel zich bijvoorbeeld achter deur nummer 8 bevindt, zal de normale computer deur nummer 1 openen, kijken of de appel daarachter ligt, en daarna de deur sluiten en naar de volgende deur gaan. Dit proces zal de computer herhalen totdat hij de appel heeft gevonden.
Een kwantumcomputer daarentegen zal alle deuren tegelijk openen en al na de eerste cyclus de appel achter deur nummer 8 vinden.

[bron: wikipedia.nl]

[Zoijar]

Volgens mij is de complexiteit hiervan alleen wel nog steeds O(sqrt(N)) en niet O(1). Dus voor duizend deuren zijn ~32 stapjes nodig, en voor 10.000 deuren 100 stapjes, niet in beide gevallen 1. Dat is natuurlijk nog steeds wel aanzienlijk sneller.

[PiepPiep]

Bij de normale computer is het complexiteit O(n) en bij de quantum computer O(1)
Als hij nou de middelste deur kiest en weet of hij links of rechts moet zijn en dan van die kant weer de middelste kiest tot hij er is dan is het O(log(n))
Een voorbeeld van O(sqrt(n)) kan ik even niet bedenken.

[Zoijar]

http://en.wikipedia.org/wiki/Grover%27s_algorithm

"Grover's algorithm is a quantum algorithm for searching an unsorted database with N entries in O(N1/2) time and using O(log N) storage space"

Het deuren voorbeeld is in principe een "unsorted database". Verder:

"It is known that Grover's algorithm is optimal. That is, any algorithm that accesses the database only by using the operator Uω must apply Uω at least as many times as Grover's algorithm"

Dus het kan niet sneller.

[OddesE]

Het grappige is dat een gewone computer ook O(N1/2) kan halen, mits de database wel gesorteerd is (of er een index op ligt, wat effectief op hetzelfde neerkomt).

Een beetje het spelletje van vroeger waarbij je een getal onder de 100 moet raden en je bij elke gok het antwoord 'hoger' of 'lager' krijgt (als het fout was). Je zou wel gek zijn om dan 1, 2, 3, 4 te raden natuurlijk. Je probeert dus 50, 75, 88, 82 bijvoorbeeld.

Dit werkt alleen omdat de rij getallen van 1 en 100 gesorteerd is, waardoor elk antwoord een hele rij van getallen wegstreept als mogelijkheid.

[Sn3akz]

Zie ook: http://nl.wikipedia.org/wiki/Bisectie

[.oisyn]

Bij de normale computer is het complexiteit O(n) en bij de quantum computer O(1)

Nonsens, bij een QC is hij (bewezen) minimaal O(√N)

quote: http://en.wikipedia.org/wiki/Grover%27s_algorithm

It is known that Grover's algorithm is optimal. That is, any algorithm that accesses the database only by using the operator Uω must apply Uω at least as many times as Grover's algorithm.[1] This result is important in understanding the limits of quantum computation. If the Grover's search problem was solvable with logc N applications of Uω, that would imply that NP is contained in BQP, by transforming problems in NP into Grover-type search problems. The optimality of Grover's algorithm suggests (but does not prove) that NP is not contained in BQP.

[PiepPiep]

Dat algoritme zegt me even niets
Ik had het over het geval dat de gewone computer de deuren 1 voor 1 probeerd en de quantum computer ze allemaal tegelijk doet.
In dat geval is het voor zover ik weet wel O(1), hij is namelijk in 1 stap klaar.
Alleen kan zelfs een quantum computer dat dus blijkbaar niet

[PiepPiep]

Volgens mij is een doolhof een beter voorbeeld.
Een normale computer kiest een route en bij een doodlopende gang kiest hij bij de laatste keuze een andere richting, bij grote doolhoven duurt dit dus erg lang.
Een quantum computer pompt er gewoon lucht in en meet overal tegelijk de verplaatsing van de lucht waardoor hij de route weet.
Er komt nog wat meer bij kijken, maar ik denk dat dit een van de makkelijkste manieren is om een heel klein beetje te begrijpen hoe groot het verschil is tussen de 2.

[Roytoch]

Maar voor mij, als nubje met dit onderwerp, klinkt dat gewoon als een multicore pc met goede proces verdeling...

[HMS]

Nee, omdat een Quantum Computer alle mogelijke waarden tegelijk kan uitvoeren. Een dual core zou nog steeds deuren 1 & 2, 3 & 4 etc openen (in het gunstigste geval ;-)).

De quantum computer opent 10 deuren tegelijk, maar als er 1000 deuren waren, 1000 tegelijk. Daar komt de kracht van dit soort computers vandaan.

~edit: Ik had het fout, de orde is O(n^0.5) waar n het aantal deuren is .

Bedankt voor de correctie @Zoijar en de rest hier onder

[Reactie gewijzigd door HMS op 23 juli 2024 06:43]

[T-men]

Klopt !

Maar het verschil is dat een quantum-computer deze 'berekening' met 1 component doet, en dus niet met x componenten parallel geschakeld.

[Nazanir]

Ik begrijp jouw redenering. Echter is het zo, dat een bit slechts in een 1 of een 0 toestand kan verkeren. Omdat bij een qbit (zoals een bit heet bij een quantum computer) kan deze zowel in een 1 als een 0 toestand verkeren. Daarnast is het mogelijk deze tegelijkertijd aan te spreken, dus all 14 qbits tegelijk en ze correct uit te lezen. Ook al gaat het heel erg snel bij een multicore computer, de vergelijking gaat niet op, omdat iedere core individueel 1 bit per keer verwerkt, ook al is dit op hele hoge snelheid. Hier is het zo dat de kern meedere qbits per keer kan aanspreken.

Ik ben net zo'n noobje als jij hierin, dus het kan zijn dat ik me hier en daar vergis.

[KirovAir]

Dit is nou al het 3e topic dat ik hierover lees in korte tijd (qubits).
Kan iemand in Jip en janneke taal uitleggen wat voor functie dit heeft/kan hebben?

Enorm veel potentieel met een nieuwe manier van het uitvoeren van bepaalde digitale berekeningen. (De zogeheten Quantum computer)
Zie het als de natte droom voor wiskundigen. Als dit ooit stabiel gekregen word zullen heel veel beveiliging algoritmes op de schop moeten omdat een quantum computer deze in no-time zal kunnen kraken.

Meer info

[Reactie gewijzigd door KirovAir op 23 juli 2024 06:43]

[themac1983]

ok, dus wat ik hieruit begrijp... 1 qubit kan elke waarde tussen de 0 en 1 aannemen. In tegenstelling tot de bits die we in huidige computers gebruiken.
Hierdoor kan een string van (bijvoorbeeld) 14 Qubits dus veel meer informatie bevatten dan een CPU met 14 transistors en is dus veel sneller met het maken van berekeningen.

Klinkt cool

[HMS]

Klopt, een gewone bit is 0 of 1. Een qubit kan dit ook, maar het kan ook 0 en 1 tegelijk zijn.

[Turbots]

Volgens mij is dit niet correct (als ik die artikels op Wikipedia goed begrijp). Is het niet dat een qubit een bepaalde kans heeft om 0 of 1 te zijn, en dat die kansen opgeteld steeds 1 moet zijn?
Dus:

- Kans dat qubit op 1 staat is bv. 0.3 --> kans dat qubit 0 is, is 0.7 (dus de kans dat hij 0 is, is groter)

Maar nooit allebei tegelijk?

[OddesE]

Maar nooit allebei tegelijk?

Waarschijnlijk wel. Ik zal niet doen of ik dit onderwerp snap maar van wat ik in de loop der jaren gelezen heb begrijp ik dat het magische aan qubits nu juist is dat ze echt allebei de states tegelijk kunnen hebben.

In de quantum mechanica heeft men het over Schrödinger's kat. Dit is een gedachtenexperiment waarbij een kat in een doos tegelijk dood en levend is. Het probleem is dat als je de doos opent (om er in te kijken) je daarmee de kat welicht om het leven brengt. Zonder te kijken weet je niet in welke staat de kat zich bevindt dus eigenlijk 'duw' je de kat in een bepaalde staat door te kijken in welke staat hij zit.

Verder heeft men het over 'ineenstortende golf functies'. Je kunt, in plaats van je een 0 of een 1 voor te stellen, ook denken aan een golf die allebei die extremen van het spectrum kan aannemen, maar ook alles ertussenin. Ga je meten, dan laat je de golf uiteenvallen waardoor deze in één van beide toestanden gedwongen wordt. Is de golf tussendoor een nul of een één? Het antwoord is allebei en geen van beide. De golf is een golf en is nog niet in die toestand gedwongen.

* OddesE verlangt terug naar het Newtoniaanse tijdperk toen dingen nog logisch waren

[blorf]

Dat snap ik nou dus niet. Als een qubit 0 en 1 tegelijk kan zijn, hoe ziet een random volgeschreven register er dan uit in, laten we zeggen, een hex-editor? Ik vind het er nogal op lijken dat de constructie die nodig is om een qubit te schrijven of te lezen en er echt wat mee te doen altijd complexer moet zijn dan het meest complexe programma dat gebruikt maakt van dat register. Tenminste, ik neem aan dat zo'n register ook echt willekeurige data correct kan bewerken en niet alleen maar natuurlijke constanten cryptisch kan weergeven.
Ongetwijfeld zal ik het totaal verkeerd begrijpen. Waarschijnlijk zullen programmeurs het 'Booleaanse' denken moeten afschaffen en overstappen op quantum-gerelateerde wetenschap. AND, OR en XOR lijken mij daar niet meer van toepassing. Dan wordt dus echt alles anders qua techniek en computers.
Een beetje doemdenkerij erbij moet kunnen: Wat als die quantumtechniek ervoor zorgt dat de 'transistor'-machines en de fabrieken daarvoor verdwijnen? Dan hebben we allemaal computers waar tegenwoordig de hele samenleving van afhankelijk is, maar er zijn maar een paar mensen die snappen hoe ze werken en nog minder mensen die ze kunnen bouwen. Een goed concept voor een wereldwijde dictatuur die uiteraard slecht eindigt.

[Reactie gewijzigd door blorf op 23 juli 2024 06:43]

[mzziol]

(Pas op, interpretatie van het artikel; ik ga het morgen eens navragen aan een betere autoriteit )

Nou ja, één qubit kan dus volgens dat Wikipedia artikel een 0 én een 1 voorstellen. Toestand één heet 𝛾 en de tweede toestand heet 𝛿. Deze voldoen aan de volgende regel:

|𝛼|² + |𝛽|² = 1

Waar |𝛼|² de kans is dat de bit uitgelezen wordt als 𝛾 en |𝛽|² de kans dat de bit wordt uitgelezen als 𝛿. Wanneer je de toestand van het ion twee maal uitleest (volgens het artikel) uitleest, kan dat de volgende situaties opleveren:

A*: 00
B: 01 (of 10)
C: 11

*werkelijk ingestelde waarde

De kans dat het uitlezen resulteert in situatie A is het grootst, daarna B met als hekkensluiter C. Als je het, zeg eens, 16 maal uitleest en de uitkomsten sterk naar A neigen, kun je met grote (statistische) zekerheid zeggen dat het ion ingesteld staat op waarde A. Door middel van kwantumverstrengeling kunnen twee ionen (2²)², drie ionen (2²)³ mogelijkheden bevatten. ^{Hoewel ik eigenlijk zou zeggen dat verband niet zou moeten kunnen kloppen. Afijn, ik ga het navragen.}

Malle natuurkundigen. Ze snappen nog niet eens de merkwaardige uitkomsten van het dubbele-spleet experiment en toch gaan ze al quantumcomputers bouwen. Mijn zegen hebben ze in ieder geval .

[Reactie gewijzigd door mzziol op 23 juli 2024 06:43]

[OddesE]

Uitleg + wiskundige formules = meer verwarring i.p.v. minder. Zeker als de (griekse?) tekens die je in de formule gebruikt de roundtrip naar de Tweakers server en terug niet overleven...

Probeer het eens in woorden te zeggen?

[RBouwman]

Maar tot hoever achter die komma kan een qubit onderscheid maken, er is toch geen oneindigheid aan?

Dan is de reactie verder beneden niet zo onzinnig. namelijk dat een kwantumcomputer beter is dan alle computers nu op de wereld.

[HMS]

Inderdaad, neem als voorbeeld RSA. De veiligheid komt van het feit dat getallen in priemfactoren ontbinden een 'lastig' probleem is. Maar met de komst van quantum computers kan dit probleem in (relatief) korte tijd opgelost worden, zie ook: http://en.wikipedia.org/wiki/Shor's_algorithm

[ath92]

Alleen zijn het dan natuurlijk geen digitale berekeningen meer

[joo5ty]

Uhm..weet niet veel van quantum computers, maar komt er toch wel op neer dat 1 zo'n machine meer rekenkracht heeft dan nu alle computers op aarde bij elkaar?
Moet indrukwekkend zijn

[Leftblank]

Dat is zeker niet het geval, zoals hierboven aangehaald kan met Shor's algoritme bijvoorbeeld wel een grote versnelling bereikt worden en geldt dat ook bij een aantal andere problemen (zoals Grover's algoritme. Voor het algemene geval is echter al aangetoond dat er slechts een versnelling van 2ⁿ naar 2^n/2 behaald kan worden; een heleboel maar dat zal er niet voor kunnen zorgen dat één QC meteen de hele wereld aan zal kunnen.

Kortom, sommige dingen zal een quantum computer (op papier) veel sneller op kunnen lossen, wat de snelheid in de praktijk echter is zal niemand durven stellen; je kunt een Core 2 Duo ook maar moeilijk vergelijken met de processor op je GPU bijvoorbeeld - en die zijn in ieder geval nog ongeveer soortgelijk.

[Reactie gewijzigd door Leftblank op 23 juli 2024 06:43]

[Verwijderd]

helaas kan ik het niet simpel uitleggen voor je maar weligst dat deze link je meer inzicht geeft in het quantem en Qubits verhaal(en) op tweakers
http://nl.wikipedia.org/wiki/Qubit

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 06:43]

[Verwijderd]

Aaaaaah nu snap ik het! thanks!