Intel zaprezentował nowy procesor kwantowy. Działa podobnie do stada kotów

News/Sprzęt 10.01.2018
Intel zaprezentował nowy procesor kwantowy. Działa podobnie do stada kotów

Intel zaprezentował nowy procesor kwantowy. Działa podobnie do stada kotów

Intel zaprezentował 49-kubitowy procesor o kodowej nazwie Tangle Lake. Układ ten może mieć ogromny wpływ na dalszy rozwój komputerów kwantowych.

Jego nazwa nie jest przypadkowa. Jej pierwszy człon to nawiązanie do stanu splątanego, czyli skorelowanego stanu kwantowego wielu cząstek (lub układów) kwantowych. Jest to zjawisko pozwalające na wykorzystywanie komputerów kwantowych do skomplikowanych obliczeń.  W wielkim skrócie polega ono na tym, że stan całego układu jest określony lepiej niż jego poszczególnych części. W klasycznej fizyce nie da się go zaobserwować, ale w kwantowej jest czymś absolutnie normalnym.

Poza tym Tangle Lakes to pas jezior na Alasce. To z kolei nie tylko ciekawostka geograficzna, ale też nawiązanie do wyjątkowo niskich temperatur, które są wymagane do działania komputerów kwantowych. Te są niezbędne, ponieważ im bardziej rejestr kwantowy oddziałowuje z otoczeniem, tym częściej dochodzi do utraty informacji. Takim oddziaływaniem może być na przykład zmiana temperatury.

Tangle Lake nie jest pierwszym kwantowym chipem Intela.

Jego prace nad komputerami kwantowymi trwają od dłuższego czasu. Zaledwie kilka miesięcy temu inżynierowie Intela zaprezentowali 17-kubitowy procesor, a jeszcze wcześniej stworzyli układ mający 7 kubitów. Zwiększenie liczby kubitów jest istotne z powodu różnicy między klasycznymi komputerami oraz maszynami kwantowymi.

W tych pierwszych do obliczeń wykorzystywane są bity, czyli najmniejsze ilości informacji niezbędne do określenia, który z dwóch stanów przyjął układ. Bit przyjmuje wartość 0 lub 1. Jest jak pies, który chce wyjść na spacer lub nie chce tego robić. Staje pod drzwiami i od razu wiadomo, o co mu chodzi.

Kubit, najmniejsza jednostka informacji kwantowej, jest bardziej zawiły, niczym kot. Nie podaje jednej wartości, bo jest każdą z nich jednocześnie, tylko o różnym stopniu prawdopodobieństwa. Nie pokazuje jasno, czego chce. Zamiast tego kręci się pod drzwiami, a gdy je otwierasz, nonszalancko idzie do pokoju. Z kolei gdy też od nich odchodzisz, wraca i zaczyna się drzeć. Nie sposób tego pojąć, tak samo jak fizyki kwantowej.

Rozwiązanie? Więcej kotów! Lub kubitów.

By ustalić, na co kot faktycznie ma ochotę, potrzebny jest układ powiązanych kotów (w stanie splątanym) stojących przed takim samym wyborem. Na podstawie ich wyborów można dowiedzieć się, które rozwiązanie problemu jest najbardziej prawdopodobne. W przypadku kubitów działa to tak samo. Im więcej kubitów, tym większe prawdopodobieństwo znalezienia prawidłowego rozwiązania.

To nie jest jedyny problem. Chwilę po obserwacji kubity (koty pewnie też) potrafią zmienić zdanie, dlatego zaraz po rozwiązaniu problemu należy je zamrozić (kotów lepiej nie), by to uniemożliwić. W tym celu można użyć na przykład pułapki magnetooptycznej, która jest używana w pamięci kwantowej zbudowanej na Uniwersytecie Warszawskim.

Większość z nas nie ma jednak odpowiednich warunków do trzymania setek kotów pod dachem i narzędzi do ich zamrażania, więc musimy zgadywać, o co chodzi naszym pupilom. Naukowcy i badacze nie mogą sobie pozwolić na taki luksus, dlatego nadal czekają na pełnoprawne komputery kwantowe z milionami, jeżeli nie miliardami kubitów.

Dopiero one pozwolą na dokonywanie obliczeń z odpowiednio dużym prawdopodobieństwem. Takie urządzenia będą szybsze od obecnie używanych komputerów o wiele rzędów wielkości i pozwolą rozwiązać wiele problemów, które dziś uważamy za niezwykle skomplikowane.

Tangle Lake wyposażony w zaledwie 49 kubitów należy traktować wyłącznie jako ciekawostkę.

Dziś nie jest ona przesadnie przydatna, ale stanowi ważny krok na drodze do zbudowania prawdziwych komputerów kwantowych. A te niebawem mogą stać się niezbędne do utrzymania obecnego tempa rozwoju technologicznego.

Zmniejszanie procesu technologicznego i tworzenie coraz nowszych wersji obecnie używanych układów nie będzie trwać w nieskończoność. Już za kilka lat możemy dojść do ściany w tworzeniu kolejnych procesów technologicznych, a stąd jest już tylko krok do konkretnego zastoju. W końcu będzie trzeba przesiąść się na coś nowego, a Intel chce być pierwszą firmą, która to umożliwi.

Dołącz do dyskusji

Advertisement