Κβαντικός υπολογιστής και τα Πρότυπα κατασκευής του ως σήμερα

Κβαντικός υπολογιστής και τα Πρότυπα κατασκευής του ως σήμερα

Ο Κβαντικός υπολογιστής και τα Πρότυπα κατασκευής του ως σήμερα:  Πολλές προσπάθειες έχουν γίνει σε ερευνητικό επίπεδο για την δημιουργία ενός κβαντικού υπολογιστή. Έχουν γίνει προσπάθειες κατασκευής κβαντικών υπολογιστών στερεάς κατάστασης, υπολογιστών κοιλότητας κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (cavity QED) αλλά και άλλων τεχνολογιών όπως της παγίδευσης ιόντων (ion-traps), καθώς και υπολογιστές πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR). Σημαντικό μερίδιο ερευνητικών προσπαθειών καταλαμβάνει η αξιοποίηση των κβαντικών τελειών.

Ο κβαντικός υπολογιστής στερεάς κατάστασης βασίζεται στην κίνηση των μορίων. Ο κβαντικός υπολογιστής κοιλότητας κβαντομηχανικής ηλεκτροδυναμικής είναι μια ενδιαφέρουσα ερευνητική προσπάθεια στην οποία γίνεται χρήση μιας, κοιλότητας κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (cavity QED).

cavity-qed

Ο κβαντικός υπολογιστής παγίδας ιόντων προέκυψε από πειράματα ενός αριθμού ιόντων σε μια παγίδα λιθογραφικής κατασκευής. Τέλος ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός (nuclear magnetic resonance NMR) είναι μια ακόμα προσπάθεια για κατασκευή κβαντικών υπολογιστών που επετεύχθη στα τέλη της δεκαετίας του ‘90. Εδώ ένας κβαντικός καταχωρητής είναι ένα μόριο που αποτελείται από δέκα άτομα, ενώ κάθε qubit αναπαρίσταται με τον προσανατολισμό του σπιν του κάθε ατομικού πυρήνα στα άτομα του μορίου.

quantum-nmr

Οι κβαντικές τελείες ανακαλύφθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1980 από τον Alexei Ekimov σε γυάλινη μήτρα και από τον Louis E. Brus σε κολλοειδή διαλύματα. Ο όρος κβαντικές τελείες (Quantum Dots) επινοήθηκε από τον Mark Reed. Οι ερευνητές έχουν μελετήσει κβαντικές τελείες σε τρανζίστορ, στα ηλιακά κύτταρα, στα LED και σε λέιζερ διόδων. Έχουν διερευνηθεί, επίσης, κβαντικές τελείες ως «παράγοντες» για την ιατρική απεικόνιση με ελπίδα να τις χρησιμοποιήσουν ως qubits.

quantum-dots

Κβαντικός υπολογιστής και τα Πρότυπα κατασκευής του ως σήμερα

Ο Κβαντικός Υπολογιστής της D-Wave

dwave-monolithΗ πρώτη εταιρεία κβαντικών υπολογιστών(1999) είναι η D-wave. Κύριος σκοπός της είναι η αναζήτηση νέων ανακαλύψεων τόσο στον τομέα της φυσικής της βιομηχανίας, όσο και στην επιστήμη των υπολογιστών. Οι υπολογιστές που δημιούργησε η εταιρία, χρησιμοποιούνται από μεγάλες εταιρείες, όπως η Google και η NASA. Η έρευνα από την εταιρεία για την δημιουργία κβαντικών υπολογιστών ξεκίνησε τα τελευταία 10 χρόνια. Η έρευνα αυτή αφορούσε το πώς θα ήταν δυνατό να σχεδιαστεί και να προγραμματιστεί ένας τέτοιος υπολογιστής.

 

Το 2004 η εταιρία αποφάσισε πως για να πετύχει ο κβαντικός υπολογιστής, έπρεπε να αναλάβει η ίδια την κατασκευή καθώς θα ήταν αδύνατο να υλοποιηθεί από κάποια ερευνητική ομάδα απλά δίνοντας κάποιες ιδέες καθώς και την γνώση για την δημιουργία ενός κβαντικού υπολογιστή. Δημιούργησε λοιπόν τις δικές της εγκαταστάσεις στο Βανκούβερ του Καναδά για την κατασκευή των κβαντικών υπολογιστών.

dwave-quantum-cpu

Το 2011 ανακοινώθηκε ο πρώτος κβαντικός υπολογιστής με όνομα D-WAVE ONE, ο οποίος έχει επεξεργαστή που αποτελείται από 128 qubits (από άτομα του στοιχείου Niobium) με την ονομασία Ranier. Το μπλοκ που τον περιβάλλει καλείται «μονόλιθος» και πέραν την προστασία που προσφέρει από όποιο θόρυβο τον συντηρεί στην θερμοκρασία των -273 βαθμών Κελσίου σχεδόν στο απόλυτο μηδέν. Το 2013 κυκλοφόρησε ο δεύτερος υπολογιστής στην αγορά με όνομα D-WAVE TWO με τριπλάσια ισχύ από τον πρώτο. Τέλος η εταιρία ανακοίνωσε το 2015 την κυκλοφορία του υπολογιστή D-WAVE2X  και ο οποίος αποτελείται από 1.000 qubits.

Ο Κβαντικός Υπολογιστής Βιβλιογραφία – Πηγές του άρθρου

  1. Κβαντικός υπολογιστής – Βικιπαίδεια
  2. Κβαντικοί υπολογιστές – physicsgg
  3. quantumcomputers-infotech.blogspot
  4. The D-Wave 2X™ System
  5. Has the age of quantum computing arrived? – The Guardian
  6. Κβαντική Μηχανική – Χάρης Αναστόπουλος – Τμήμα Φυσικής, Πανεπιστήμιο Πατρών
  7. ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ – Πτυχιακή Γούσια Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο

Απάντηση

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.