211service.com
První kvantový počítač s kvantovým CPU a samostatnou kvantovou pamětí RAM
V roce 1946 byl na Pensylvánské univerzitě zapnut první univerzální elektronický počítač na světě. Obrovský výpočetní výkon ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) ohromil svět nebo alespoň těch pár desítek lidí, kteří měli tušení, k čemu slouží a proč je to důležité.
Ale ENIAC měl důležitou chybu. Dalo se to naprogramovat pouze resetováním nesčetných přepínačů a číselníků, což může trvat týdny. A to vážně bránilo flexibilitě počítače.
Řešení nebylo těžké najít. to již nastínili Alan Turing, John Von Neumann a další: mít jednotku pro drcení čísel a samostatnou elektronickou paměť, která by mohla ukládat instrukce a data. Tento návrh znamenal, že jakékoli přeprogramování bylo možné provést relativně rychle, snadno a elektronicky.
Dnes téměř všechny moderní počítače používají tento design, nyní známý jako architektura von Neumann.
Výjimkou je kvantový počítač. Tato zařízení využívají podivné vlastnosti kvantového světa k paralelnímu provádění obrovského množství výpočtů. V důsledku toho mají potenciál výrazně překonat konvenční číselníky.
Naneštěstí mají fyzici nad kvantovým světem jen vágní a prchavou moc a tento prostředek jim znemožnil luxus navrhnout kvantový počítač typu Von Neumann.
Do teď. Dnes Matteo Mariantoni z UC Santa Barbara a jeho přátelé odhalují první kvantový počítač s jednotkou pro zpracování informací a samostatnou pamětí s náhodným přístupem.
Jejich stroj je supravodivé zařízení, které ukládá kvantové bity nebo qubity jako protiběžné proudy v obvodu (to umožňuje, aby qubit byl současně 0 i 1). Tyto qubity jsou manipulovány pomocí supravodivých kvantových logických hradel, přenášeny pomocí kvantové sběrnice a uloženy v samostatných mikrovlnných rezonátorech.
Předem si řekněme, že výsledkem není nijak zvlášť výkonný počítač. Mariantoni a spol. předvádějí své zařízení tím, že předvádějí několik jednoduchých, ale neokázalých algoritmů, které však byly pečlivě vybrány jako stavební kameny působivějších úkolů, jako je oprava chyb a faktorizace velkých čísel.
Ne, že by ve skutečnosti něco z těchto věcí udělali. Co je však působivé, je to, že brzy mohli, protože tento přístup je mimořádně škálovatelný. Naše výsledky poskytují optimismus pro krátkodobou implementaci většího kvantového procesoru založeného na supravodivých obvodech, říkají Mariantoni a spol.
V posledních zhruba 20 letech není pro kvantové výpočty nouze o falešné úsvity. Ale mohlo by se stát, že Slunce vyjde v nové éře počítání. Pokud ano, všechno, co se stalo předtím, se jednoho dne bude zdát tak primitivní, jak se nám zdá ENIAC.
Ref: arxiv.org/abs/1109.3743 : Implementace Quantum von Neumannovy architektury se supravodivými obvody