Eerste Quantum Computer Met Quantum CPU En Apart Quantum RAM

In 1946 werd 's werelds eerste elektronische computer voor algemeen gebruik ingeschakeld aan de Universiteit van Pennsylvania. De enorme verwerkingskracht van ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) verbaasde de wereld, of in ieder geval de paar dozijn mensen die enig idee hadden waar het voor was en waarom het belangrijk was.

Maar ENIAC had een belangrijke fout. Het kon alleen worden geprogrammeerd door een groot aantal schakelaars en wijzerplaten te resetten, een taak die weken kon duren. En dit belemmerde de flexibiliteit van de computer ernstig.

De oplossing was niet moeilijk te vinden. het was al geschetst door Alan Turing, John Von Neumann en anderen: heb een eenheid voor het kraken van getallen en een apart elektronisch geheugen dat instructies en gegevens kan opslaan. Door dat ontwerp kon een eventuele herprogrammering relatief snel, eenvoudig en elektronisch gebeuren.

Tegenwoordig gebruiken bijna alle moderne computers dit ontwerp, nu bekend als de Von Neumann-architectuur.

De uitzondering is de kwantumcomputer. Deze apparaten gebruiken de vreemde eigenschappen van de kwantumwereld om enorme aantallen berekeningen parallel uit te voeren. Bijgevolg hebben ze het potentieel om veel beter te presteren dan conventionele nummercrunchers.

Helaas hebben natuurkundigen slechts een vage en vluchtige macht over de kwantumwereld en dit heeft hen de luxe verhinderd om een ​​kwantumcomputer van het type Von Neumann te ontwerpen.

Tot nu. Vandaag onthullen Matteo Mariantoni van de UC Santa Barbara en zijn vrienden de eerste kwantumcomputer met een informatieverwerkingseenheid en een afzonderlijk willekeurig toegankelijk geheugen.

Hun machine is een supergeleidend apparaat dat kwantumbits of qubits opslaat als tegengesteld draaiende stromen in een circuit (hierdoor kan de qubit tegelijkertijd zowel een 0 als een 1 zijn). Deze qubits worden gemanipuleerd met behulp van supergeleidende kwantumlogica-poorten, overgedragen met behulp van een kwantumbus en opgeslagen in afzonderlijke microgolfresonatoren.

Laten we van tevoren zeggen dat het resultaat geen bijzonder krachtige computer is. Mariantoni en co pronken met hun apparaat door een paar eenvoudige maar onopvallende algoritmen te demonstreren, maar zorgvuldig gekozen als de bouwstenen van meer indrukwekkende taken zoals foutcorrectie en het ontbinden van grote getallen.

Niet dat ze echt een van die dingen hebben gedaan. Wat echter indrukwekkend is, is dat ze dat snel zouden kunnen, omdat deze aanpak bij uitstek schaalbaar is. Onze resultaten bieden optimisme voor de implementatie op korte termijn van een grootschaliger kwantumprocessor op basis van supergeleidende circuits, zeggen Mariantoni en co.

Er is de afgelopen 20 jaar geen gebrek aan valse dageraad voor kwantumcomputing. Maar het zou kunnen dat de zon op het punt staat op te komen in een nieuw tijdperk van berekeningen. Als dat zo is, zal alles wat eraan vooraf is gegaan op een dag net zo primitief lijken als ENIAC ons lijkt.

Referentie: arxiv.org/abs/1109.3743 : Implementatie van de Quantum von Neumann-architectuur met supergeleidende circuits

zich verstoppen