MIT Föreslår det Nya Quantum Experiment för Att Utföra Intractable Beräkningar

Published on March 3, 2011 at 6:04 AM

Quantum datorer är datorer som exploaterar den kusliga rekvisitan av materien på extremt lilla fjäll.

Många experter tror att en fullt utvecklad quantumdator kunde utföra beräkningar som skulle är hopplöst tidskrävande på klassiska datorer, men så långt, quantumdatorer har bevisat devilishly hårt att bygga. De få enkla prototyperna som framkallas i labbet utför sådan rudimentära beräkningar att det är ibland svårt att berätta huruvida dem exploaterar egentligen quantum verkställer alls.

En stråladelare är en apparat, gillar den som här visas, som dela sig en stråla av ljust. Ett experiment som är föreslaget vid MIT-forskare, som relies på, strålar delare, skulle bedrift det konstiga uppförandet av quantumpartiklar för att utföra beräkningar som är hopplöst tidskrävande på konventionella datorer.

På Anslutningen för Beräknande Maskineri 43rd Symposium på Teori av Beräkning i Juni, förbunden professor av datavetenskap Scott Aaronson och hans doktorandAlex Arkhipov ska gåva bevisar ett pappers- beskriva ett experiment, som, om det fungerade, skulle det starka erbjudandet, att quantumdatorer kan göra saker som klassiska datorer inte kan. Var svår, det bör inte vara så svårt som den byggande funktionella quantumdatoren för a fullständigt -, Även Om byggande av den experimentella apparaturen skulle.

Om experiment fungerar, ”har det det potentiellt som tar oss förflutna, vad Jag skulle något liknande till appellen ”quantumsingularityen,”, var vi gör det första tinget quantumly, som vi inte kan göra på en klassisk dator,” något att sägaFrottén Rudolph, en avancerad forskningkamrat med Imperialistisk HögskolaLondon Quantum Optik och Laser-Vetenskap, som inte var involverad i forskningen.

Aaronson och Arkhipovs förslag är en variation på ett experiment som föras av fysiker på Universitetar av Rochester i 1987, som relied på en apparat som kallades en stråladelare, som tar ett inkomma strålar av ljust och splittringar som, den in i två strålar resande i olika riktningar. De Rochester forskarna visade att, om två identiska ljusa partiklar - fotoner - ner stråladelaren på exakt den samma tiden, de ska både går endera högert eller lämnat; de ska för att inte ta olika banor. Den är another av de kusliga quantumuppförandena av grundpartiklar som trotsar våra läkarundersökningintuitions.

Mer tänder!

MIT-forskare experiment skulle bruk som ett större numrerar av fotoner, som skulle passerar till och med en knyta kontakt av strålar delare och slår slutligen fotonavkännare. Numrera av avkännare skulle är någonstans i vicinityen av kvadrera av numrera av fotoner - omkring 36 avkännare för sex fotoner, 100 avkännare för 10 fotoner.

För några körningen av MIT-experiment, skulle den är omöjlig att förutsäga, hur många skulle fotoner slår någon given avkännare. Men över på varandra följande körningar som är statistiska mönstrar skulle börjar till uppbyggnad. I sex-fotonen versionen av experiment för anföra som exempel, det kunde vända ut att det finns 8 procent riskerar, att ska fotoner slår avkännare 1, 3, 5, 7, 9 och 11, en 4 procent riskerar att de ska slagavkännare 2, 4, 6, 8, 10 och 12, och så vidare, för någon begriplig kombination av avkännare.

Beräkna som fördelning - sannolikheten av fotonen klockas slag en given kombination av avkännare - är ett incredibly hårt problem. Forskare experiment löser inte den öppet, men varje lyckat utförande av experiment tar en ta prov från lösningsuppsättningen. Ett av det nyckel- rönet i pappers- Aaronson och Arkhipovs är att, är inte endast beräkna fördelningen ett intractably hårt problem, utan så simulerar provtagningen av den. För ett experiment med mer än, något att säga, 100 fotoner, skulle det är antagligen det okända den computational kapaciteten allra datorerna i världen.

Mässingshalsar

Ifrågasätta, är därefter huruvida experiment kan lyckat utföras. De Rochester forskarna utförde den med två fotoner, men få multipelfotoner för att ankomma på en helhet ordna av strålar delare på den högra tiden är exakt mer försvårad. ”Är Den utmana, technologically, men inte forbiddingly så,” något att sägaBarry Slipmaskiner, direktören av Universitetar av Calgarys Institut för Quantum InformationsVetenskap. Slipmaskiner pekar ut det i 1987, då de Rochester forskarna utförde deras initiala experiment, dem använde laser som monteras på labb, bordlägger, och få besegrar fotoner ankomma på stråladelaren samtidigt, genom att överföra dem, fiber-optiska kablar av olika längder. Men nya år har sett att adventen av optiskt gå i flisor, som alla optiska delar etsas i in i en silikonsubstrate, som gör det mycket lättare trajectories att kontrollera för fotonerna'.

Det största problemet, Slipmaskiner tror, frambringar individfotoner på förutsägbara nog mellanrum för att synkronisera deras ankomst på stråladelarna. ”Har Folket varit funktionsdugligt på det för ett årtionde, stor saker för danande,” Slipmaskinnågot att säga. ”Men att få ett drev av singelfotoner är stillbilden per utmaning.”, Rudolph instämm. ”På ögonblicket, får det hårda tinget nog singelfotoner in i gå i flisor,” honom något att säga. Men tillfogar han, ”mitt hopp är det inom några år, oss ska rätta för att bygga experiment som korsar gränsen av vad vi kan praktiskt göra med klassiska datorer.”,

Slipmaskiner pekar ut det om även problemet av att få singelfotoner på gå i flisor lös, fotonavkännare har fortfarande inefficiencies som kunde göra deras mätningar inexakta: i att iscensätta språk, finns det som skulle, stojar i systemet. Men Aaronson som något att säga, som han och Arkhipov betraktar tydligt ifrågasätta av simulering huruvida även av en bullrig version av deras optiska experiment, skulle, är ett intractably hårt problem för en konventionell dator. Även Om de var oförmögna att bevisa att den var, bevisar Aaronson något att säga, som ”mest av vårt pappers- ägnas till att ge sig, att svaret till det är ja.”, Han är hoppfull, att ett motståndskraftigt är kommande, huruvida från hans forskninggrupp eller andra'.

Källa: http://web.mit.edu/

Last Update: 27. January 2012 01:57

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit