Door Mark van der Kruit

Videoredacteur

Microsoft legt het principe van een quantumcomputer uit

28-07-2014 • 14:34

46

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Microsoft legt in lekentaal het principe achter een quantumcomputer uit.

Reacties (46)

Sorteer op:

Weergave:

Weet iemand toevallig goeie video over quantumcomputer "beginners" ?
die er wat dieper op in gaat, wat iets wat tegelijk 0 en 1 is gaat echt mijn logica voorbij :p

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 14:47]

wat iets wat tegelijk 0 en 1 is gaat echt mijn logica voorbij :p
De grap is dat wij dat nooit tegelijk meten.

Zoals ik het begrijp:
Een deeltje heeft een bepaalde parameter, en die noemen we, zeg, polarisatie.
Die parameter kan slechts 1 van 2 waardes aannemen, bijvoorbeeld horizontaal of vertikaal.
Het is bij het meten dan eigenlijk als een normale bit, dus of je meet de ene toestand (0) of de andere toestand (1), maar niks er tussenin.
Als je dan meerdere metingen verricht dan meet je ongeveer 50% van de tijd een horizontale polarisatie en 50% van de tijd een vertikale polarisatie.

Nu kun je aan die polarisatie rommelen (prepareren heet dat) en dan gaan meten.
Wat blijkt, je meet nog steeds een horizontale of een vertikale toestand, alleen komt de een opeens vaker voor dan de andere.
Wij meten dus niet meerdere waardes tegelijk! We meten ze na elkaar.
Dat wordt geinterpreteerd als dat het deeltje beide toestanden tegelijk bezit alleen in andere verhoudingen.

Maar wat dan weer raar is is dat je die complete toestand (van zoveel procent vertikaal en zoveel procent horizontaal) wel in zn geheel kunt overzetten naar een ander deeltje en daar zul je weer dezelfde verhoudingen van horizontaal tegenover vertikaal tegenkomen.
Maar strikt gezien meten wij slechts 1 toestand tegelijk.
Bij elke meting lijkt het er dus op dat het slechts 1 enkele toestand is, ofwel vertikaal, ofwel horizontaal.
Pas als je een gemiddelde neemt van veel metingen kom je achter de 'echte' waarde die ergens tussen vertikaal en horizontaal in zit.
Je kunt dus zeggen dat die parameter altijd een beetje vertikaal is en altijd een beetje horizontaal, en als je vertikaal dan een 0 (nul) noemt en horizontaal een 1 dan kun je zeggen dat zo'n systeem altijd een beetje 0 is en altijd een beetje 1.

Nou weet ik alleen niet of dit erg helpt met je logica, .. :/

[Reactie gewijzigd door koelpasta op 23 juli 2024 14:47]

haha! nee het helpt hoor ;)
maar hoe lees dan die waardes(toestand) correct uit of ieder geval hoe toon je de resultaat van de qbit op je scherm.

en in verhouding bedoel je dan bijv 1/3 verticaal 2/3 horizon vica versa?
Voor dat uitlezen hebben natuurkundigen allerlei truukjes. Hangt ook af van hoe die parameter zich fysiek gedraagt.
In het geval van de polarisatie van een foton kun je dat eenvoudig meten omdat het dan werkelijk om de richting van de golfbeweging van de foton gaat. Je kunt ze dus met een polarisatiefilter er uit filteren en dan met een detector detecteren.

Stel je neemt een horizontaal polarisatiefilter en je meet dat 1/3 van de fotonen er doorheen gaan (zijn dus horizontaal geoplariseert) en je neemt dan een verikaal filter voor dezelfde geprepareerde fotonen dan zullen er 2/3 aankomen in de detector.

Om de correcte waarde te meten moet je dus heel veel van dit soort metingen doen en daar een gemiddelde van nemen.

Daarnaast wordt het ingewikkelder als je een schuin (dus niet vertikaal of horizontaal) filter kiest.
Als je ze bekijkt dan zijn ze niet meerdere dingen tegelijk. Althhans zo begrijp ik het. Versimpeld: https://www.youtube.com/watch?v=DfPeprQ7oGc

Of dat was in het geheel niet relevant en dan begrijp ik alles verkeerd, dat kan ook. :)
Als er een nieuwsbericht over quantum computing gaat zijn er altijd veel mensen die er weinig van snappen, wat heel begrijpelijk is. Quantum mechanica is namelijk een bijzonder moeilijk onderwerp. Ik link daarom altijd deze afspeellijst om mensen toch een goede uitleg te geven: http://www.youtube.com/wa...gssVLffaCh2gbq55_&index=3
Dus Qubits zijn dansende cijfers die snel schakelen van 0 naar 1? Heb ik het nou juist begrepen? Ik snap er nog steeds weinig van denk ik
Jij bent ook duidelijk niet de doelgroep van deze video. Jij wil gedetailleerde informatie, en je weet al (tot op zekere hoogte) hoe een hedendaagse computer werkt. Deze video is meer bedoeld voor mensen die alleen maar een heel algemeen beeld hebben van computers, om ze vervolgens ook een heel algemeen beeld te geven van quantum computing. Dus vooral wat je er globaal mee kan, niet hoe het werkt.

De titel is dan ook ontzettend misleidend (er worden helemaal geen principes uitgelegd), en als je het mij vraagt hoort deze vid überhaupt niet op tweakers ;)

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 14:47]

Eens, ik snapte ook wel dat ik niet de doelgroep ben van de video. Mijn reactie was gewoon flauw omdat ik stiekem gehoopt had dat er wel eens een duidelijke uitleg over kwam. Zelfs na een tijdje actief research doen, blijft het onderwerp maar "vreemd" voor me.
Voor mezelf vind ik het duidelijker als je niet over termen wel/niet zijn praat maar over kansen. Een qubit heeft zover ik weet een voorkeur voor opties maar de keuze is pas gemaakt als je hem gaat uitlezen (dan forceer je een staat af).
Dat is precies wat het is. Er is een kans dat het een 0 of 1 is, totdat je hem uit leest dan pas wordt het een 1 of 0. Voordat je hem uitleest zit hij in super positie. Hoe groot de kans dat het een 0 of 1 wordt kan je wel weten door naar de historie te kijken. Hoe vaak is er een 0 of een 1 uitgekomen bij dezelfde berekening in het verleden etc. Daarom zijn quantum computers op dit moment ook meer toepasbaar op simulaties waarbij men wil kijken hoe groot de kans is dat x of y gebeurd. Quantum computers zullen niet in alle gevallen beter zijn dan gewone computers. Bijvoorbeeld robotica waar je liever een zekere uitkomst hebt op bepaalde input..

Bij quantum computers is het vooral stel ik gooi deze input erin wat komt daar dan uit. Door dezelfde berekening meerdere keren te herhalen kan je een bepaalde kans berekening doen. Wat je uiteindelijk wil is zeg maar de onvoorspelbaarheid van ons universum proberen te voorspellen door berekeningen voor te maken op een quantum computer, deze te herhalen en dan de uitkomst te bekijken.

Wat we echter allemaal precies kunnen gaan voorspellen weten we alleen niet omdat wij simpelweg nog geen quantum computers hebben die hele grote simulaties kunnen doen. Momenteel komen we niet verder dan een beetje spelen met maximaal 128 bits aan input geloof ik, waarbij deze bits ook nog heel snel uitgelezen moeten worden omdat ze anders weer verdwijnen.

Edit een leuk linkje erover:
http://www.youtube.com/watch?v=g_IaVepNDT4

[Reactie gewijzigd door ro8in op 23 juli 2024 14:47]

Je bent niet helemaal correct. Het universum is niet onvoorspelbaar. De onvoorspelbaarheid ontstaat omdat wij niet alle natuurkundige wetten kunnen overzien of zelfs weten.

Zonder te weten wat zwaartekracht is, kun je appel soms best vangen. Maar wist je nou precies de val snelheid en het moment van loslaten en de afstand, dan ben je in staat om een vallende appel altijd te vangen.

Nu gebruikt men algoritmiek om scenario's te voorspellen, zonder dat je alle parameters kent. Hiermee kom je vaak dicht bij de werkelijkheid, maar er is een foutmarge.

Met quantum computing ben je in staat om nog dichter bij de werkelijkheid te komen, omdat je testen kunt uitvoeren die gebruik maken van veel meer parameters.
Klopt, voor de meeste mensen is het feit dat iets is en niet iets is (of iets anders) zeer verwarrend.
Maar zeer interessante techniek en een leuk filmpje voor je familielid die er allemaal niet zo heel veel verstand van heeft.

Een (soort van) Quantumcomputer emulator kan je hier vinden:
http://qcplayground.withgoogle.com/#/home
Nee, ze zijn het allebei tegelijk. Maar dat is voor ons erg moeilijk te begrijpen. Hoe kan iets nou wel en tegelijk niet zijn. Dat maakt het onderzoeksgebied zo interessant en ontoegankelijk. Want alles wat je wilt begrijpen, valt niet echt te begrijpen omdat je aangeleerde logica de fenomenen niet kan verklaren.

in de video laten ze de deeltjes heen en weer springen om het te illustreren. We kunnen immers maar 1 ding tegelijk zien.
Ook niet helemaal. Ze zijn 0, 1 of beide. (Om het makkelijk te houden O-) )

Kwantum mechanica is sinds ik er van heb gehoord nog steeds heel erg vreemd voor mij, en voor ieder ander mens ben ik bang. De logica, voor zover dat er is, is gewoon niet makkelijk te begrijpen voor ons simpele zielen.

Mega respect voor de knappe koppen die hier mee bezig zijn want dit is (voor bepaalde toepassingen) de toekomst! _/-\o_
Ze zijn beiden tot ze worden waargenomen. Op dat moment worden ze ofwel een één, ofwel een nul.
Wat ik uit de video lijk te begrijpen is dat we meer 'geheugen' per bit krijgen? Ipv een 1 of 0 is er een derde staat waardoor er meer mogelijkheden zijn.

Let op, onderstaande is giswerk zonder onderzoek:
Normaal heb je bijv 1111 dat voor 8+4+2+1 staat, dus 15 mogelijkheden. Heb je 3 positities dan heb je dus meer mogelijkheden.
Als je vier bits hebt kan je die op 16 manieren invullen met 0000 als eerste mogelijkheid. Als je doortelt tot en met 15 heb je dus 16 keer geteld, dus 16 mogelijkheden.
Stel dat ik een programma maak op een computer die alleen kan optellen en ik moet iets bij 1010 optellen zodat er 1111 uitkomt. Het makkelijkst zou zijn om 1010 van 1111 af te trekken, zelf zien we al snel dat het antwoord 0101 moet zijn want 1111 - 1010 = 0101. Het probleem in dit geval is dat de computer alleen maar kan optellen, het moet dus beginnen bij 0000 + 1010 om te kijken of het 1111 is, daarna 0001 +...
Het duurt dus even voor het goede antwoord er is, de computer moet proberen tot de som klopt.
Stel dat we te maken zouden hebben met een quantumcomputer is het verhaal anders, we hebben nu bits die zowel 0 als 1 kunnen zijn. Deze computer zou het raadsel in een poging op kunnen lossen door QQQQ + 1010 te vergelijken. QQQQ heeft 16 mogelijkheden, dus er zijn ook 16 antwoorden waarvan er een goed is.
Het probleem met quantumcomputers is dat de qubits niet gekopieerd kunnen worden, opslaan is lastig en ze veranderen door ze te bekijken. Als je dus een quantumberekening doet zul je dus op een of andere manier je antwoord in gewone bits zien te krijgen als dat kan.
na het bekijken van dit filmpje ga je het waarschijnlijk veel beter begrijpen.
Ik heb me er eens een tijdje met bezig gehouden met wat opzoekwerk en dan begin je de basis wel te snappen. Het is vooral een klik met je hersens die je moet maken.

https://www.youtube.com/watch?v=g_IaVepNDT4
Je kunt het zien als lagen maar dan met een bit, je verstuurd een bit dit kan normaal alleen maar 1bit zijn in een normaal computer. Bij Qubits heeft meerdere eigenschappen terwijl het maar 1 bit is, normaal kan dit normaal niet meer en minder dan 1 bit zijn. Maar met een quantum machine kan hieruit meer data ophalen(alsof het in een ander dimensie zit) en manipulatie is ook mogelijk, dat zorgt voor een veel groter snelheid.

Het is een moelijk concept aangezien we allemaal iets hebben aangeleerd, wat mogelijk goed is. Bijvoorbeeld je kijkt recht door, en achter je staat een huis, je weet niet dat er een huis staat tenzij je naar achteren kijkt. Dus eigenlijk is er niks totdat je bewustzijn opmerkt, dat er toch wel iets is. Moeilijk, moeilijk :P

[Reactie gewijzigd door ilaurensnl op 23 juli 2024 14:47]

Wat ik hier uit kan opmaken is dat een 'ding?' twee verschillende waarden tegelijk kan hebben. Pretty fckd up :?

Hoe kan dat :D

[Reactie gewijzigd door SmokingSig op 23 juli 2024 14:47]

Heb je wel eens muziek geluisterd? Dan hoor je ook lage en hoge tonen (die allemaal in feite hun eigen waardes hebben) tegelijk.
Muziek is geen "ding", muziek is het gevolg van relatieve luchtdruk toenames en afnames op bepaalde frequenties.
Maar wat is dan 'een ding' ?
Een toestand van een atoom is ook geen 'ding' en toch kunnen we er informatie instoppen en er weer uithalen.

'Dingen' zoals jij hier beschrijft, zijn een illusie veroorzaakt door o.a. het electromagnetisch veld van andere 'dingen' die wij atomen noemen. En die bestaan eigenlijk ook niet echt maar kunnen weer opgedeelt worden in andere 'dingen' die we quarks noemen. Maar wat zijn die quark 'dingen' dan? Wetenschappers vermoeden dat het een soort vibraties zijn. Zijn vibraties dan 'dingen'? Weten we niet.

En nog erger, ook geluid kan zich gedragen als 'een ding', bijvoorbeeld in de vorm van een fonon.

De vraag van wat 'een ding' is is door de wetenschap dus nog helemaal niet beantwoord maar wat we onderhand wel weten is dat elementaire 'dingen' zowel eigenschappen van golven hebben als eigenschappen van deeltjes hebben... tegelijk, wel te verstaan..
'Een deeltje bestaat dus uit verschillende vormen van energie, die allen op hun beurt weer bepaalde eigenschappen aan het deeltje verlenen, zoals zwaartekracht, electromagnetische kracht, sterke en zwakke kernkracht?

Het mooie vind ik, dat je op 'n gegeven moment uitkomt op een punt waar je de vraag gaat stellen, of er iets is dat het geheel aanstuurt. Tenzij men de oerknal theorie inruilt voor een theorie die die niet is gebonden aan een begin van 'alles.' Persoonlijk vind ik de oerknal theorie ook veel te veel gebaseerd op de hypothese dat alles ooit is 'geschapen.' Daarmee bevestigd men, naar mijn idee, eigenlijk dat er een scheppende kracht is, maar dat het niet zo genoemd mag worden. :P
Pffff zelfs op deze Jip&Janneke manier blijft t abracadabra 8)7
Ik snap wel wat er gebeurd, maar begrijpen |:(
Volgens mij was het alleen echt bewezen dat quantum computing het factorisatie probleem sneller kon oplossen... maar dat er tot dusver geen concrete resultaten zijn dat quantum computing in het algemeen sneller is met het oplossen van allerlei soorten NP-problemen dan klassieke computers.

Nu veranderd dit van jaar tot jaar dus misschien zijn ze al iets verder onderhand.

[Reactie gewijzigd door Joerdgs op 23 juli 2024 14:47]

Volgens mij is er ook nog geen 'echte' quantum computer om de testen op uit te proberen.
Die er nu zijn maakte volgens mij nog niet gebruik van alle mogelijkheden.
Maar dat veranderd vast ook weer in de toekomst.
Ik heb me er vroeger wel eens in verdiept en bij mij stopte het bij het volgende verhaal.

Stel je hebt op microscopisch niveau een muur, met horizontaal twee gaten (zit wat ruimte tussen). Binnen de kwantummechanica wordt er een deeltje precies in het midden van de twee gaten afgeschoten. Dit deeltje kan zich NIET splitsen.
De vraag? Door welk gat gaat het kwantumdeeltje? Het antwoord dat ik daarop kreeg was beide gaten tegelijkertijd...
"Double-slit" of tweespleten experiment waarbij het gebruikte "deeltje" zowel de eigenschappen laat zien van wat je verwacht van een deeltje maar ook dat wat je zou kunnen verwachten van een golf (interferentie met zichzelf). Door het experiment te "observeren" beinvloed je het resultaat , zodat het wel weer volgens verwachting verloopt.

"Schrödinger's cat" gebruikt eenzelfde soort principe waarbij je pas weet wat er met de kat gebeurd is als je daadwerkelijk in de doos gekeken hebt. Door de observatie beinvloed je het experiment immers voordat je daadwerkelijk in de doos gekeken hebt kan de kat zowel dood als levend zijn.
Inderdaad, het gegeven dat de staat van een deeltje alles is wat het maar kan zijn. Op het moment dat je "kijkt" vallen al deze superstadia tot 1 terug. Stukje parallele universa.
We weten echt nog niks van ons bestaan eigenlijk :P.
Over dat bestaan gesproken; We zijn geprogrammeerd om te denken dat elk gevolg een oorzaak heeft en vice versa maar het ontstaan van het universum heeft geen oorzaak althans niet een welke we nu kunnen verklaren met de bestaande set van natuurkundige regels.

Er vanuit gaande dat God, in welke hoedanigheid dan ook, hierin geen rol heeft gespeeld.
Ik vond dit filmpje wel erg basic, en droeg niet echt bij aan mijn begrip hiervan. Ik heb er wel eens wat over gelezen (ook hier op tweakers), en ik vind het bijzonder om te zien hoe zoiets conflicteert met onze huidige logica. Erg spannend! En hoewel het kwartje nog niet helemaal is gevallen, vind ik het wel erg interessant.
Het volgend filmpje hielp mij wel wat op weg om het te 'begrijpen'.
http://www.youtube.com/watch?v=7u_UQG1La1o

Matrix anyone? ^^
Het idee van de Qbits is wel begrijpelijk uitgelegd. Die Qbits die zowel 1 als 0 kunnen zijn versnellen het reken proces omdat er dubbel zoveel berekeningen mee uitvoeren kunnen worden als met een normale bit. Om dat idee eerder al uit te leggen geven ze als voorbeeld dat deeltjes los kunnen staan, groepen kunnen vormen of zowel los als gegroepeerd kunnen zijn. Het andere voorbeeld was dat ze in meerdere fases kunnen bestaan dan alleen vast of alleen gas.

Wat ik eigenlijk nog meer zou willen weten is hoe het komt dat deze deeltjes zo functioneren, maar ik denk dat het te lastig wordt om dat in Jip en Janneke taal uit te leggen :)

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.