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El MIT Propone el Nuevo Experimento de Quantum Para Realizar Cálculos Insuperables

Published on March 3, 2011 at 6:04 AM

Los ordenadores de Quantum son los ordenadores que explotan las propiedades extrañas de la materia en extremadamente las pequeñas escalas.

Muchos expertos creen que un verdadero ordenador del quantum podría realizar los cálculos que serían desesperado que toma tiempo en los ordenadores clásicos, pero hasta ahora, los ordenadores del quantum han demostrado diabólicamente difícilmente construir. Los pocos prototipos simples desarrollados en el laboratorio realizan tales cálculos rudimentarios que es a veces difícil informar si están aprovechando realmente efectos de quantum en absoluto.

Un divisor de haz es un dispositivo, como el que está representado aquí, que se bifurca un haz de luz. Un experimento propuesto por los investigadores del MIT, que confía en los divisores de haz, explotaría el comportamiento extraño de las partículas del quantum para realizar los cálculos que son desesperado que toma tiempo en los ordenadores convencionales.

En la Asociación para el Simposio del Material de Cálculo 43.o sobre la Teoría de Calcular en junio, el profesor adjunto de Scott de informática Aaronson y su estudiante de tercer ciclo Alex Arkhipov presentarán un papel que describe un experimento que, si trabajara, ofrecería prueba evidente que los ordenadores del quantum pueden hacer las cosas que no pueden los ordenadores clásicos. Aunque la construcción del aparato experimental fuera difícil, no debe ser tan difícil como el ordenador funcional constructivo del quantum de a completo -.

Si el experimento trabaja, “tiene el potencial de tomarnos más allá de lo que quisiera que llamaran “la singularidad del quantum,” donde hacemos la primera cosa quantumly que no podemos hacer en un ordenador clásico,” decimos Terry Rudolph, profesor investigador avanzado con la Óptica de Quantum de Londres Imperial de la Universidad y la Ciencia del Laser, que no estuvo implicada en la investigación.

Aaronson y la oferta de Arkhipov es una variación en un experimento conducto por los físicos en la Universidad de Rochester en 1987, que confió en un dispositivo llamado un divisor de haz, que toma un haz de luz entrante y lo parte en dos haces que viajan en diversas direcciones. Los investigadores de Rochester demostraron que si dos partículas pálidas idénticas - fotones - alcanzan el divisor de haz en exactamente el mismo tiempo, ambas irán derecho o izquierdo; no tomarán diversos caminos. Es otros de los comportamientos extraños del quantum de las partículas fundamentales que desafían nuestras intuiciones físicas.

¡Más luz!

El experimento de los investigadores del MIT utilizaría un número más grande de fotones, que pasarían a través de una red de los divisores de haz y pulso eventual detectores del fotón. El número de detectores estaría en alguna parte cerca del cuadrado del número de los fotones - cerca de 36 detectores para seis fotones, 100 detectores para 10 fotones.

Para ningunos corrida del experimento del MIT, sería imposible predecir cuántos fotones pulso cualquier detector dado. Pero sobre corridas sucesivas, los modelos estadísticos comenzarían a acumularse. En la versión del seis-fotón del experimento, por ejemplo, del él podría resultar que hay una ocasión que los fotones pulso los detectores 1, 3, 5, 7, 9 y 11, una ocasión del 8 por ciento del 4 por ciento que pulso los detectores 2, 4, 6, 8, 10 y 12, y así sucesivamente, para cualquier combinación concebible de detectores.

Calculando que la distribución - la probabilidad de los fotones pulso una combinación dada de detectores - es un problema increíblemente duro. Experimento de los investigadores el' no la resuelve francamente, pero cada ejecución acertada del experimento recoge una muestra del conjunto de la solución. Una de las conclusión dominantes en el papel de Aaronson y de Arkhipov es que, no sólo está calculando la distribución un problema indisciplinadamente duro, pero así que está simulando el muestreo de él. Para un experimento con más que, por ejemplo, 100 fotones, estaría probablemente más allá de la capacidad de cómputo de todos los ordenadores en el mundo.

Puntillas De Cobre Amarillo

La pregunta, entonces, es si el experimento puede ser ejecutado con éxito. Los investigadores de Rochester la realizaron con dos fotones, pero conseguir los fotones múltiples para llegar una serie entera de los divisores de haz el momento adecuado es exactamente más complicado. “Es desafiador, tecnológico, pero no forbiddingly Así pues,” dice a Barry Sanders, director de la Universidad del Instituto de Calgary para las Ciencias de la Información de Quantum. Las Lijadoras señalan que en 1987, cuando los investigadores de Rochester realizaron su experimento inicial, utilizaban los laseres montados en los vectores del laboratorio y conseguían los fotones para llegar el divisor de haz simultáneamente enviándolos abajo de los cables de fibra óptica de diversas longitudes. Pero los últimos años han considerado el advenimiento de las virutas ópticas, en las cuales todos los componentes ópticos se graban el ácido en un substrato de silicio, que hace mucho más fácil controlar trayectorias de los fotones las'.

El problema más grande, Lijadoras cree, está generando los fotones individuales en bastante fiables los intervalos para sincronizar su llegada en los divisores de haz. La “Gente ha estado trabajando en él por una década, haciendo grandes cosas,” las Lijadoras dicen. “Pero conseguir un tren de únicos fotones sigue siendo un reto.” Rudolph está de acuerdo. “En el momento, la cosa dura está consiguiendo suficiente únicos fotones en la viruta,” él dice. Pero, él agrega, “mi esperanza está ése dentro de algunos años, nosotros manejará construir el experimento que cruza el límite de lo que podemos hacer prácticamente con los ordenadores clásicos.”

Las Lijadoras señalan que incluso si el problema de conseguir los únicos fotones sobre la viruta se resuelve, los detectores del fotón todavía tienen ineficacias que podrían hacer sus mediciones inexactas: en lenguaje de la ingeniería, habría ruido en el sistema. Pero Aaronson dice que él y Arkhipov consideran explícitamente la cuestión de si la simulación incluso de una versión ruidosa de su experimento óptico sería un problema indisciplinadamente duro para un ordenador convencional. Aunque no pudieran probar que era, Aaronson dice que “la mayor parte de nuestro papel está dedicado a dar pruebas que la respuesta a ésa está sí.” Él está esperanzado que una prueba está próxima, si de su grupo o de otros de investigación'.

Fuente: http://web.mit.edu/

Last Update: 12. January 2012 17:48

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