referaty.sk – Všetko čo študent potrebuje
Vendelín
Streda, 20. októbra 2021
Kvantové počítače
Dátum pridania: 14.04.2008 Oznámkuj: 12345
Autor referátu: GhostaK
 
Jazyk: Slovenčina Počet slov: 2 403
Referát vhodný pre: Stredná odborná škola Počet A4: 8.3
Priemerná známka: 2.99 Rýchle čítanie: 13m 50s
Pomalé čítanie: 20m 45s
 
Seth Lloyd uprednostnuje model, pri ktorom fotony (castice svetla) z laseru bombarduju elektrony a vrhaju ich z jedneho stavu do druheho. Zial, neexistuje sposob ako trafit iba jeden specificky elektron, bude to teda gulometny postup: Fotony budu rozprasovane elektronmi bez rozdielu. Ako by mohol byt tento model vyuzity pri spracuvani dat? Jednym sposobom je pouzivat dlhu molekulu zlozenu z dvoch druhov atomov. Atomy by mali elektrony, ktore reaguju na odlisne svetelne frekvencie. K nim by bol pripojeny ku koncu retazca treti typ atomu. Ten by sluzil ako vstupny bod. Luce laseroveho svetla by vysielali data cez retazec podobnym sposobom, ako prechadza jedlo zazivacim ustrojenstvom pri peristaltickych pohyboch (pohyb traviacej rury umoznujuci posun potravy). Pri starostlivom dimenzovani svetelnych lucov rozlicnych frekvencii je mozne procesovat data. A ak atomovy retazec pozostava z jednej organometalickej - polymerovej molekuly obsahujucej az miliardu atomov, moze vzniknut procesor, ktory dokaze spracovat viac dat, nez mozno najst v celej pamati osobneho pocitaca. Su tu ale prakticke problemy - organometalicke polymery jestvuju iba pri ultranizkych teplotach, co si vyzaduje narocne chladenie. Aby mohol pouzivatel citat data, musel by byt stav elektronov citany prostrednictvom zberaca magnetickej rezonancie. Ta ista technika je pouzivana v nemocniciach na skumanie mozgu a tiez potrebuje velke a drahe zariadenie. Najhorsie zo vsetkeho je, ze aj v riadenych podmienkach maju elektrony schopnost nepredvidane menit svoju energeticku schopnost a to moze sposobit, ze kvantove pocitace znenazdajky znehodnotia svoje data. V dosledku toho by mohlo byt 999 cyklov z tisic venovanych iba oprave chyb. Lloyd to nepovazuje za dramaticku prekazku: "Predstavme si, ze cela skupina atomov ma hodnotu 1. Niektore z nich sa zmenia, vy ich preskumate a potom vratite ich hodnotu na povodnu uroven," uviedol v rozhovore pre e-zine Hotwired.

Ozyvaju sa aj hlasy skeptikov, takych ako je Rolf Landauer, veteran mikroelektronickeho vyskumu z IBM: "Podstatne je, ci dokazeme vybudovat stroj, ktory je uplne izolovany od rusivych vplyvov a bude pracovat tak dokonale, ako chcu tito ludia. Ale zariadenie nie je dokonale a nerobi celkom to, co by chceli. Pokial ide o opravu chyb, navrhovane pristupy by viedli ku kvantovo mechanickej inkoherentnosti. Navyse, ak pocitac travi 99,9 percenta casu tym, ze opravuje svoje chyby, mali by sme si byt isti, ze opravny mechanizmus je dokonaly. Preco by malo byt v jeho pripade lahsie urobit ho dokonalym, nez v pripade celeho stroja?" Landauer dalej upozornuje, ze najmensi nezaregistrovany defekt krystalickeho polymera moze vylucit spolahlivost vypoctov. Nevidi ani moznost ako ochranit system pred teplom a vibraciami. "Nadej na spolahlivy vysledok," vravi, "klesa exponencionalne s dlzkou komputovania." Lloyd na kritiku odpoveda, ze naozaj "atom je menej spolahlivy nez tranzistor, ale - je spolahlivejsi ako vakuove elektronky", s ktorymi sa napriek tomu zacinala era pocitacov. Aj keby kvantovy pocitac minul 99,9 percent casu na opravu vlastnych chyb, bol by podla Lloyda stale vykonnejsi, nez sucasne systemy. Laserovy luc moze zmenit stav elektronov 10 tisic krat rychlejsie, ako dokaze Pentium-cip prepnut tranzistory. Kedze kazdy svetelny luc v kvantovom pocitaci moze zrejme naraz zmenit stav jednej miliardy bitov, konecnym vysledkom by bol system schopny bezat 100 milionkrat rychlejsie nez Pentium.

Okrem obrovskej vykonnosti kvantovych pocitacov by ich skonstruovanie mohlo priniest aj riesenie problemu tepla, ktory, ako sa donedavna zdalo, branil dalsiemu zvysovaniu rychlosti a zmensovaniu pocitacovych suciastok. Vsetky konvencne metody elektrickeho prepinania vytvaraju odpadove teplo a to je tym koncentrovanejsie, cim mensie su suciastky. Dnes su centralnych procesorovych jednotkach instalovane mikroventilatory, aby zabranili ich roztaveniu sa. Kvantove komputovanie ma prekonat tepelnu prekazku - aj ked oprava chyb bude stale zdrojom tepla. Ak kvantove komputovanie preukaze svoju realizovatelnost, nesporne sa bude vyuzivat v buducich superpocitacoch na predpovede pocasia a lustenie kodov. Ale predstavme si, ze by bola najdena jednoduchsia cesta citania dat z molekularnej struktury a ta by bola vyrobena z latky stabilnej pri izbovej teplote. Dosledky su uchvacujuce. Odhaduje sa, ze v mozgovej kore cloveka je ulozenych okolo 10 tisic miliard bitov informacii. Lloydovo zrnko soli by ich mohlo obsahovat viac. Fotonove komputovanie by jednotlivcovi umoznovalo uskladnovat kompletne texty miliard knih. Online pristup k informacnym zdrojom by prestal byt zaujimavy, kazdy by napr. mohol vlastnit Kongresovu kniznicu v USA, ci akukolvek skladbu, aka kedy bola nahrana, ci digitalizovane reprodukcie umeleckych diel vsetkych muzei. Popri tom kazde domace zariadenie pocnuc zvukovym systemom a konciac hrebenom na vlasy by mohlo byt vybavene umelou inteligenciou rovnajucou sa ludskej alebo prevysujucou ju. Seth Lloyd sa podla vlastnych slov nevenuje pocitacom len preto, ze chce vybudovat ich dalsiu generaci. Zujima ho tiez, co sa deje s informaciou vo velmi malom meradle. "Predstavte si, ze mate zhluk bakterii, ktore vystavujete stale sa zvysujucemu teplu. Niektore bakterie nebudu schopne dalsej reprodukcie. Ine ano. Vysledkom je, ze vypestujete tepelne odolne bakterie. Tento prirodzeny vyber," pokracuje Seth Lloyd, "mozete povazovat za formu komputovania. Bakterie testuju rozne geneticke kombinacie. Niektoru su lepsie. Predstavte si, ze mate miliardu bakterii reprodukujucich sa kazdych desat sekund s desatpercentnou mierou mutacie - a genom (pozri poznamky) obsahuje priblizne 10 miliard bitov. Predstavme si," pokracuje Lloyd, "ze v 100 bitoch je zachytenych mutacia a to, v com spociva. Mozete si predstavit bakteriu procesujucu 100 tisic bitov informacii za sekundu. To je len jeden priklad. Mozete si predstavit cely svet, ako podobnym sposobom spracuva informacie." Co si Seth Lloyd mysli o praktickom vyznam fotonoveho komputovania v buducnosti: "Nase fyzikalne vypocty bezia vyborne, ale vacsina prototechnologii vytiahnuta z laboratorii do masovej produkcie nefunguje. Odmietam cokolvek slubovat. Ale viem, ze to bude zaujimave dobrodruzstvo."

 
späť späť   1  |   2  |  3    ďalej ďalej
 
Copyright © 1999-2019 News and Media Holding, a.s.
Všetky práva vyhradené. Publikovanie alebo šírenie obsahu je zakázané bez predchádzajúceho súhlasu.