Nadchodzi druga rewolucja kwantowa.pdf

(8818 KB) Pobierz
30.12.2019
Nadchodzi druga rewolucja kwantowa - Nowe technologie w INTERIA.PL
TESTY
KOMPUTERY
INTERNET
WIĘCEJ
TECHNAUKA
FOTO
GADŻETY
PROGRAMY
NADCHODZI DRUGA REWOLUCJA
KWANTOWA
Marcin Powęska
TECHNAUKA | Czwartek, 12 grudnia (10:40)
Udostępnij
Komentuj
(181)
Pierwsza rewolucja kwantowa dała nam lasery, tranzystory i zegary atomowe. W wyniku
drugiej narodzą się komputery kwantowe, które pozwolą na przeprowadzanie
niewyobrażalnych obliczeń w dużo krótszym czasie. To z kolei pozwoli na bezpieczniejsze
szyfrowanie danych, a nawet opracowanie nowych leków. Druga rewolucja kwantowa
całkowicie odmieni nasze życie.
Mało kto wie, że z odkryć fizyki kwantowej korzystamy na co dzień. Gdyby Max Planck nie odkrył,
że energie fal elektromagnetycznych emitowanych przez ciała są skokowe (skwantowane), nie
mielibyśmy zaawansowanych smartfonów i komputerów. Wszystkie tranzystory umożliwiające ich
działanie opierają się na strukturze pasmowej półprzewodników, które z kolei podlegają prawom
mechaniki kwantowej. Bez fizyki kwantowej nie byłoby także laserów, światłowodów, tak
nieocenionego w dzisiejszych czasach GPS-u czy precyzyjnego badania diagnostycznego, jakim jest
funkcjonalny jądrowy rezonans magnetyczny. To tylko wierzchołek góry lodowej, bo na całym
świecie prowadzi się na pozór egzotyczne badania, które mogą odmienić losy całej ludzkości.
Właśnie takie badania prowadzi się na Uniwersytecie Paris-Saclay, z którym umowę partnerską
podpisał niedawno Thales - francuski gigant dostarczający systemy wykorzystywane w transporcie
lądowym, lotnictwie, wojsku oraz kosmonautyce. Instytut Fizyki Uniwersytetu Paris-Saclay został
uznany przez "Nature" za nr 1 wśród placówek badawczych zajmujących się fizyką w Europie. Jako
jeden z trzech polskich dziennikarzy, miałem okazję zwiedzić te laboratoria i podejrzeć przyszłość.
Czym jest komputer kwantowy?
Kilka tygodni temu, w "Nature" pojawiła się publikacja dotycząca przełomu w pracach nad
komputerami kwantowymi. Google zbudowało Sycamore - komputer kwantowy składający się z
54 splątanych kubitów (jeden okazał się niesprawny, więc formalnie było ich 53), będący w stanie
w 200 sekund wykonać obliczenia, które najpotężniejszemu klasycznemu superkomputerowi
zajęłyby 10 000 lat. Informacja nie była do końca precyzyjna, co zauważyła firma IBM - twórcy
przytoczonego superkomputera. Ich zdaniem, ich maszyna na wykonanie tych samych obliczeń,
które zadano komputerowi kwantowemu, potrzebowałaby 2,5 dnia, a nie 10 000 lat. Mimo że
różnica nie jest tak spektakularna, to porównanie 200 sekund (komputer kwantowy) do 216 000
sekund (superkomputer) i tak wypada korzystniej dla tego pierwszego.
https://nt.interia.pl/technauka/news-nadchodzi-druga-rewolucja-kwantowa,nId,3380737
1/17
30.12.2019
Nadchodzi druga rewolucja kwantowa - Nowe technologie w INTERIA.PL
TESTY
KOMPUTERY
INTERNET
WIĘCEJ
TECHNAUKA
FOTO
GADŻETY
PROGRAMY
Ultrazimne atomy umożliwiają badanie egzotycznych stanów materii
/materiały prasowe
Ale czym tak naprawdę jest komputer kwantowy? To nie komputer w klasycznym rozumieniu tego
słowa, a układ, którego podstawę działania stanowią prawa mechaniki kwantowej (całkiem inne
od klasycznej fizyki). Dane w komputerach kwantowych są reprezentowane przez aktualny stan
kwantowy układu, a kwantowa jednostka informacji to kubit. W odróżnieniu od klasycznych
komputerów, poza wartościami 0 i 1, jest to pełna paleta wartości (stanów) pośrednich. Kubit jest
w związku z tym układem mogącym przechowywać i przenosić znacznie więcej informacji niż bit, w
związku z czym jego wydajność jest znacznie wyższa.
Podczas obliczeń, komputer kwantowy pokrywa jednocześnie całe spektrum stanów pośrednich.
Jak to możliwe? To dlatego, że w fizyce kwantowej obowiązuje prawo prawdopodobieństwa,
podobnie jak jest to z położeniem elektronu w atomie. Nie ma jednego stałego miejsca, w którym
znajduje się elektron, a jedynie strefy, w których prawdopodobieństwo jego znalezienia jest
wyższe lub niższe.
https://nt.interia.pl/technauka/news-nadchodzi-druga-rewolucja-kwantowa,nId,3380737
2/17
30.12.2019
Nadchodzi druga rewolucja kwantowa - Nowe technologie w INTERIA.PL
TESTY
KOMPUTERY
INTERNET
WIĘCEJ
TECHNAUKA
FOTO
GADŻETY
PROGRAMY
Anteny kwantowe wkrótce będą standardem
/INTERIA.PL
Kubit jest kwantową superpozycją zera i jedynki, czyli upraszczając - jest jednocześnie zerem i
jedynką. Pojedynczy wynik obliczeń komputera kwantowego jest zatem niepewny. Dopiero
wykonanie całej serii obliczeń i oszacowanie wartości średniej, z dużą dokładnością daje
prawidłowy wynik. Jest on tym dokładniejszy, im więcej obliczeń dokona komputer. A ponieważ
kubit niesie ze sobą więcej informacji niż bit, pozwala na równoległe wykonanie wielu pomiarów. -
Komputery kwantowe powstaną w ciągu 20 lat. Nie będziemy potem już wspominać, jak to było
bez nich, po prostu będziemy to traktować jak "zamierzchłe czasy" - powiedział Marko Erman,
dyrektor ds. rozwoju technologicznego Thales Group.
Nowa rewolucja kwantowa
Naukowcy mówią o nadchodzącej drugiej rewolucji kwantowej, bo pierwszą mamy za sobą. Jej
dziećmi mają być kwantowe maszyny obliczeniowe (sensory, procesory i ostatecznie - komputery
kwantowe). Thales wierzy, że powstaną one w ciągu najbliższych 15 lat. Już teraz trwają prace nad
kwantowymi zegarami atomowymi, do 2022 r. zostaną zbudowane sensory kwantowe, a w 2029 r.
światło dzienne ujrzy kwantowy internet.
https://nt.interia.pl/technauka/news-nadchodzi-druga-rewolucja-kwantowa,nId,3380737
3/17
30.12.2019
Nadchodzi druga rewolucja kwantowa - Nowe technologie w INTERIA.PL
TESTY
KOMPUTERY
INTERNET
WIĘCEJ
TECHNAUKA
FOTO
GADŻETY
PROGRAMY
Tak Thales widzi przyszłość technologii kwantowych
/INTERIA.PL
Apogeum drugiej kwantowej rewolucji będą uniwersalne komputery kwantowe, które powinniśmy
ujrzeć już w 2035 r. Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to będziemy żyli wtedy w prawdziwie
kwantowym świecie z kwantowymi satelitami czy postkwantowym szyfrowaniem danych. To
rzeczy, z których będą mogli skorzystać zwyczajni ludzie, a nie tylko naukowcy. - Kryptografia
kwantowa sprawi, że nasze dane będą bezpieczniejsze. Używając komputerów kwantowych nie
możemy mieć żadnych wątpliwości w tej materii - powiedziała dr Perrine Berger z Thales Group.
Nad komputerami kwantowymi pracuje się w różnych częściach świata, mimo że badania mające
na celu stworzenie w pełni funkcjonalnej maszyny, wyglądają inaczej niż w przypadku tradycyjnych
urządzeń elektronicznych. Odpowiadają bowiem za nie fizycy, którzy w laboratoriach
przeprowadzają często niepowiązane ze sobą eksperymenty, które przynoszą owoce pod postacią
postępu. Dla przykładu, ultrazimne atomy można wykorzystać do badań nad nowymi,
egzotycznymi formami materii (np. kondensat Bosego-Einsteina), ale mogą one także być
wykorzystywane do komunikacji kwantowej.
https://nt.interia.pl/technauka/news-nadchodzi-druga-rewolucja-kwantowa,nId,3380737
4/17
30.12.2019
Nadchodzi druga rewolucja kwantowa - Nowe technologie w INTERIA.PL
TESTY
KOMPUTERY
INTERNET
WIĘCEJ
TECHNAUKA
FOTO
GADŻETY
PROGRAMY
Diamenty z centrami NV są takie małe (w pojemniku)
/INTERIA.PL
Jeszcze bardziej obiecujące są tzw. diamenty z centrum NV. - Diamenty z defektami mogą
naprawdę zmienić sposób, w jaki myślimy o obliczeniach kwantowych. To materiał, którego
https://nt.interia.pl/technauka/news-nadchodzi-druga-rewolucja-kwantowa,nId,3380737
5/17

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin