Dom > Aktualności > Branżowe > Najzimniejsze komputery świata
gorące produkty
New Products
Certyfikaty
DFSGS
Kontakt z nami
Kontakt: Departament sprzedaży: Tel: 0086-755-8329 8635 Faks: 0086-755-8304 2697 ext 8004 E-mail: eksport@ Vitek.com.cn www.vitektabletpc.com Biuro ...
Skontaktuj się teraz

Aktualności

Najzimniejsze komputery świata

Wyobraź sobie, że Stany Zjednoczone są atakowane. Samolot wroga, załadowany głowicami bojowymi, zmierza w kierunku wybrzeża, zanurzając się i wychodząc z radaru. Myśliwce zostały zakodowane i trwają szalone próby zlokalizowania celu.

Ale najlepszą obroną narodu nie jest lotniskowiec ani system rakietowy. To pudełko niesamowicie zimnych atomów.

„Użyj komputera kwantowego”, wrzeszczy generał. Atomy wewnątrz komputera mogą rozwiązywać złożone problemy i niemal natychmiast wypluwać instrukcje, jak zmienić konfigurację radaru, aby można było śledzić i namierzać wrogie samoloty.

Jedną z firm, która już zajmuje się takim scenariuszem, jest ColdQuanta. Niedawno podpisał kontrakt z amerykańską agencją badawczą Darpa na zbudowanie komputera kwantowego, który może szybko opracować, jak najlepiej zmienić położenie sprzętu radarowego w przypadku częściowej awarii systemu obronnego.

Projekt opiera się na możliwości zebrania wystarczającej liczby atomów w postaci kubitów - elementów składowych komputera kwantowego, które umożliwiają mu wykonywanie obliczeń.

Aby to zrobić, atomy muszą być bardzo zimne, co powoduje, że takie komputery są najzimniejsze na świecie.

Komputery kwantowe są bardzo popularne, ale technologia ta jest w powijakach. Firmy dopiero zaczynają budować systemy, które, jak twierdzą, pewnego dnia będą przewyższały tradycyjne komputery cyfrowe w niektórych przydatnych zadaniach.

„To, o co jesteśmy proszeni w ciągu następnych 40 miesięcy, to mieć maszynę, która ma tysiące kubitów do rozwiązania problemu związanego z obronnością w świecie rzeczywistym, a ten, nad którym pracujemy, jest wersją tego radaru problem z zasięgiem ”- wyjaśnia Bo Ewald, dyrektor naczelny ColdQuanta z siedzibą w Kolorado.

Powyższy przykład to problem optymalizacji, scenariusz, dla którego mogą istnieć tysiące lub miliony możliwych rozwiązań. Kluczem jest wybór najlepszego.

Oprócz zastosowań wojskowych komputery kwantowe mogą mieć zastosowanie w projektowaniu leków, strategiach inwestycyjnych, łamaniu szyfrowania i złożonych problemach z harmonogramowaniem dużych flot pojazdów.

Pan Ewald mówi, że właśnie w tym miejscu komputery kwantowe będą miały swój początkowy wpływ - w znajdowaniu optymalnych rozwiązań problemów, których rozwiązanie wymagałoby wielu godzin lub dni, aby istniejące komputery, nawet najszybsze superkomputery, zajęłyby.

W opracowywaniu są różne typy komputerów kwantowych, ale podejście wykorzystujące ultra-zimne neutralne atomy jako kubity jest niezwykłe - różni się od nadprzewodzących komputerów kwantowych opracowywanych przez duże firmy, takie jak IBM i Google, lub inne projekty wykorzystujące naładowane atomy, również znane jako jony.

Nadprzewodzące komputery kwantowe nie używają pojedynczych atomów jako kubitów i chociaż te systemy opierają się na niskich temperaturach, nie są one tak niskie, jak te potrzebne dla neutralnych atomów ColdQuanta.

„Ludzie nadprzewodzący pracują na poziomie milikelwinów… osiągnęliśmy poziom mikrokelwinów” - wyjaśnia z dumą.

Kelwin jest miarą temperatury. Zero kelwinów, zero absolutne (-273,15 ° C) to najzimniejsze, co kiedykolwiek mogło być.

Podczas gdy milikelwin jest zimny, przy 0,001 kelwina, atomy mikrokelwina w ColdQuanta są znacznie zimniejsze - przy około 0,000001 kelwina. Oba są rzeczywiście znacznie zimniejsze niż gdziekolwiek w naturalnym wszechświecie.

W przypadku ColdQuanta atomy rubidu są gromadzone razem w próżni w maleńkim, sześciokątnym lub prostokątnym szklanym pudełku o szerokości około cala, głębokości jednego cala i wysokości dwóch cali. Atomy są utrzymywane w górze wyłącznie za pomocą laserów.

Ale dlaczego temperatura jest tak ważna? Prof. Andrew Daley z University of Strathclyde mówi, że umiejętność manipulowania atomami i utrzymywania ich w miejscu jest niezwykle ważna.

Świecące lasery na atomach skłaniają je do uwolnienia energii i spowolnienia. To sprawia, że ​​można je utrzymać prawie idealnie w bezruchu, o co tutaj chodzi. Nie są zimne w tym sensie, że ty lub ja wyobrażalibyśmy sobie zimno - raczej są po prostu znacznie spowolnione.

Kiedy już ustawisz kaczki - atomy - w rzędzie, możesz je ułożyć tak, jak chcesz - mówi prof. Daley. Ta drobnoziarnista kontrola nad atomami oznacza, że ​​można je umieszczać w dwu- lub trójwymiarowych formacjach, upakowanych blisko siebie w sercu komputera kwantowego. To ważne, ponieważ z każdym dodatkowym atomem możliwości komputera są podwajane.

Wbijanie każdego neutralnego atomu kolejnym laserem podnieca je, znacznie zwiększając ich rozmiar. Te dostosowania kodują informacje lub łączą ze sobą atomy poprzez dziwne zjawisko zwane splątaniem. Teraz masz zbiór kubitów działających razem jako system, który możesz modyfikować, aby przedstawić model matematyczny lub jakiś problem.

O dziwo, użytkownik komputera kwantowego mógł teoretycznie zaprogramować ten system tak, aby symulował ogromną liczbę możliwości naraz. To nie jest do końca jak tradycyjny komputer przetwarzający wiele obliczeń równolegle, jest dziwniejszy i mniej przewidywalny niż to, a uzyskanie użytecznej odpowiedzi na końcu jest trudne.

„Chcesz, aby stan kwantowy na końcu stanowił odpowiedź na problem, który próbujesz rozwiązać” - mówi Jonathan Pritchard, kolega profesora Daley ze Strathclyde. Komputer kwantowy powinien w końcu faworyzować określony stan lub jedną konkretną odpowiedź na problem.

W przypadku właściwego problemu może nas to znacznie przybliżyć do optymalnej odpowiedzi, zarówno szybciej, jak i wydajniej niż w przypadku tradycyjnego komputera.

„Naprawdę wciąż czekamy na demonstrację zadania obliczeniowego, w którym możemy udowodnić, że te maszyny zrobiły coś więcej niż to, co można zrobić na klasycznym komputerze - coś, co jest rzeczywiście przydatne” - mówi prof. Daley.

Illustration of atoms

Francuska firma Pasqal buduje prototypowy system, oparty na podobnych zasadach co ColdQuanta.

System Pasqal jest przeznaczony dla energetycznego giganta EDF, który, jeśli zadziała, opracuje super wydajne harmonogramy ładowania pojazdów elektrycznych. W szczególności celem jest zminimalizowanie całkowitego czasu potrzebnego do zakończenia ładowania wszystkich pojazdów, przy jednoczesnym nadaniu priorytetu niektórym ważniejszym pojazdom.

Tego rodzaju problem mógłby rozwiązać tradycyjny komputer, przyznaje prezes Christophe Jurczak, ale twierdzi, że system kwantowy będzie działał znacznie szybciej, robiąc to na przykład w godzinę, a nie 24 godziny.

„Nie wydaje się to takie duże, ale jeśli chcesz aktualizować swoją strategię co godzinę, to duża różnica” - mówi. I może zużywać 100 razy mniej energii niż superkomputer.

W tej chwili wszystko to pozostaje do rzeczywistego zademonstrowania. Są jednak oznaki, że w ciągu najbliższych kilku lat - szybciej niż niektórzy się spodziewali - dowiemy się, jak przydatny jest ten rodzaj oszałamiająco zimnego komputera.