एमआईटी नई क्वांटम के प्रयोग असभ्य गणना प्रदर्शन का प्रस्ताव

Published on March 3, 2011 at 6:04 AM

क्वांटम कंप्यूटर कंप्यूटर है कि बेहद छोटे पैमाने पर इस मामले की अजीब गुणों का दोहन कर रहे हैं.

कई विशेषज्ञों का मानना ​​है कि एक पूर्ण विकसित क्वांटम कंप्यूटर गणना है कि शास्त्रीय कंप्यूटर पर बुरी समय लगता होगा प्रदर्शन कर सकता है, लेकिन अभी तक, क्वांटम कंप्यूटर devilishly का निर्माण करने के लिए मुश्किल साबित किया है. कुछ सरल प्रयोगशाला में विकसित प्रोटोटाइप जैसे अल्पविकसित परिकलन कि यह कभी कभी मुश्किल बताओ कि क्या वे वास्तव में कर रहे हैं दोहन क्वांटम प्रभाव सभी पर है.

एक बीम फाड़नेवाला एक डिवाइस एक यहाँ दर्शाया है, कि प्रकाश की एक किरण bifurcates की तरह है. एमआईटी शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित प्रयोग, जो बीम splitters पर निर्भर करता है है कि बुरी पारंपरिक कंप्यूटरों पर समय का उपभोग कर रहे हैं गणना प्रदर्शन क्वांटम कणों के अजीब व्यवहार का फायदा उठाने के लिए होगा.

कम्प्यूटिंग मशीनरी जून में कम्प्यूटिंग के सिद्धांत पर 43 संगोष्ठी है, कंप्यूटर विज्ञान स्कॉट Aaronson और उनके स्नातक छात्र एलेक्स Arkhipov के एसोसिएट प्रोफेसर के लिए एसोसिएशन में एक कागज का वर्णन एक प्रयोग है कि, अगर यह काम किया है, मजबूत सबूत है कि क्वांटम कंप्यूटर कर सकते हैं की पेशकश करेगा पेश करेंगे चीजें हैं जो शास्त्रीय कंप्यूटर नहीं कर सकते. हालांकि प्रयोगात्मक तंत्र का निर्माण मुश्किल हो जाएगा, यह के रूप में एक पूरी तरह कार्यात्मक क्वांटम कंप्यूटर के निर्माण के रूप में मुश्किल नहीं होना चाहिए.

उन्होंने कहा, "यह हमें क्या मैं 'क्वांटम अपूर्वता, जहाँ हम पहली बात quantumly है कि हम एक शास्त्रीय कंप्यूटर पर नहीं कर सकते हैं कॉल करना चाहते हैं अतीत ले की क्षमता है," टेरी रूडोल्फ, एक का कहना है कि यदि प्रयोग से काम करता है, इंपीरियल कॉलेज लंदन के क्वांटम प्रकाशिकी और लेजर विज्ञान, जो अनुसंधान में शामिल नहीं था के साथ उन्नत अनुसंधान साथी.

Aaronson और Arkhipov प्रस्ताव एक रोचेस्टर विश्वविद्यालय में भौतिकविदों द्वारा 1987 में किए गए प्रयोग है, जो एक बीम फाड़नेवाला है जो प्रकाश की एक इनकमिंग किरण लेता है और यह दो अलग दिशाओं में यात्रा मुस्कराते हुए में विभाजन बुलाया एक डिवाइस पर भरोसा पर एक भिन्नता है. रोचेस्टर शोधकर्ताओं ने दिखा दिया है कि अगर बिल्कुल एक ही समय में दो समान प्रकाश कणों - फोटॉनों - बीम फाड़नेवाला तक पहुँचने, वे दोनों या तो सही है या छोड़ जाना होगा, वे अलग अलग रास्तों से नहीं ले जाएगा. यह मौलिक कणों कि हमारे शारीरिक intuitions को धता बताने की अजीब क्वांटम व्यवहार की एक और है.

अधिक प्रकाश!

एमआईटी के शोधकर्ताओं ने प्रयोग फोटॉनों की एक बड़ी संख्या है, जो बीम splitters के एक नेटवर्क के माध्यम से गुजरती हैं और अंततः फोटॉन डिटेक्टरों हड़ताल का प्रयोग करेंगे. छह फोटॉनों, 10 फोटॉनों के लिए 100 डिटेक्टरों के लिए डिटेक्टरों के बारे में 36 - डिटेक्टरों की संख्या photons की संख्या के वर्ग के आसपास के क्षेत्र में कहीं होगा.

एमआईटी प्रयोग के किसी भी भाग के लिए, यह भविष्यवाणी करने के लिए कितने फोटॉनों किसी भी डिटेक्टर हड़ताल असंभव हो जाएगा. लेकिन लगातार रन, सांख्यिकीय पैटर्न का निर्माण शुरू होगा. प्रयोग के छह photon संस्करण में, उदाहरण के लिए, यह बाहर बारी सकता है कि वहाँ एक 8 प्रतिशत मौका है कि फोटॉनों 1 डिटेक्टरों, 3, 5, 7, 9 और 11 की हड़ताल, एक 4 प्रतिशत मौका है कि वे डिटेक्टरों हड़ताल हूँ 2, 4, 6, 8 10, और 12, और इतने पर, डिटेक्टरों के किसी भी बोधगम्य संयोजन के लिए.

डिटेक्टरों की एक निश्चित संयोजन हड़ताली फोटॉनों की संभावना - कि वितरण की गणना के लिए एक अविश्वसनीय रूप से कठिन समस्या है. 'शोधकर्ताओं ने प्रयोग इसे सिरे से हल नहीं करता है, लेकिन प्रयोग के हर सफल क्रियान्वयन के समाधान के सेट से एक नमूना ले करता है. Aaronson और Arkhipov कागज में महत्वपूर्ण निष्कर्ष है कि न केवल वितरण दुर्दमय रूप में एक कठिन समस्या की गणना है, लेकिन इतना के नमूने का अनुकरण है. अधिक कहते हैं, की तुलना में 100 photons के साथ एक प्रयोग के लिए, यह शायद दुनिया में सभी कंप्यूटरों के कम्प्यूटेशनल क्षमता से परे होगा.

पीतल हमलों

सवाल है, तो है, चाहे प्रयोग सफलतापूर्वक क्रियान्वित किया जा सकता है. रोचेस्टर शोधकर्ताओं ने यह दो फोटॉनों के साथ प्रदर्शन किया, लेकिन कई फोटॉनों बीम splitters की एक पूरी अनुक्रम पर बिल्कुल सही समय पर आने के लिए हो रही है और अधिक जटिल है. "यह चुनौतीपूर्ण, तकनीकी, वीभत्सतापूर्वक लेकिन ऐसा नहीं है" बैरी सैंडर्स, कैलगरी क्वांटम सूचना विज्ञान के लिए संस्थान विश्वविद्यालय के निदेशक कहते हैं. सैंडर्स बताते हैं कि 1987 में, जब रोचेस्टर के शोधकर्ताओं ने अपने प्रारंभिक प्रयोग किया, वे बीम फाड़नेवाला पर उन्हें भेजने नीचे अलग अलग लंबाई की फाइबर ऑप्टिक केबल के द्वारा एक साथ आने के लिए प्रयोगशाला तालिकाओं और हो रही फोटॉनों पर घुड़सवार लेज़रों का उपयोग कर रहे थे. लेकिन हाल के वर्षों ऑप्टिकल चिप्स, जो सभी ऑप्टिकल घटकों में एक सिलिकॉन सब्सट्रेट है, जो यह बहुत आसान फोटॉनों trajectories को नियंत्रित करने के लिए बनाता है में etched हैं के आगमन को देखा है.

सैंडर्स का मानना ​​है कि सबसे बड़ी समस्या है, उम्मीद के मुताबिक पर्याप्त अंतराल पर व्यक्तिगत photons पैदा कर रहा है बीम splitters में अपने आगमन सिंक्रनाइज़. "लोग एक दशक के लिए किया गया है उस पर काम कर, महान चीज़ें बनाने," सैंडर्स कहते हैं. रूडोल्फ इससे सहमत हैं "लेकिन एकल photons की एक ट्रेन हो रही है अभी भी एक चुनौती है." "फिलहाल, हार्ड बात चिप में पर्याप्त एकल photons हो रही है," वे कहते हैं. लेकिन वह कहते हैं, "मेरी आशा है कि कुछ वर्षों के भीतर, हम प्रयोग है कि हम क्या व्यावहारिक रूप से शास्त्रीय कंप्यूटर के साथ कर सकते हैं की सीमा को पार बनाने का प्रबंधन करेंगे."

सैंडर्स बाहर अंक हैं कि भले ही चिप पर एकल photons प्राप्त की समस्या का हल है, फोटोन डिटेक्टरों अभी भी inefficiencies में कर सकता है कि उनके माप अयथार्थ है: इंजीनियरिंग की भाषा में, वहाँ प्रणाली में शोर होगा. लेकिन Aaronson का कहना है कि वह और Arkhipov स्पष्ट रूप से चाहे उनके ऑप्टिकल प्रयोग की भी एक शोर संस्करण अनुकरण दुर्दमय रूप में एक कठिन समस्या एक पारंपरिक कंप्यूटर के लिए होगा के सवाल पर विचार. हालांकि वे साबित होता है कि यह किया गया था करने में असमर्थ थे, Aaronson कहते हैं, "हमारे कागज के सबसे सबूत है कि जवाब है कि हाँ है देने के लिए समर्पित है." वह उम्मीद है कि एक सबूत आगामी चाहे अपने शोध समूह या दूसरों से है कि.

स्रोत: http://web.mit.edu/

Last Update: 15. October 2011 17:51

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