Будущие квантовые компьютеры "отправят в отставку" коллайдер и другие ускорители частиц.

Субатомные частицы


Квантовые компьютеры, разработка которых весьма интенсивно ведется в последнее время, еще не скоро войдут в широкое употребление, этот момент от настоящего отделяют еще десятки лет. Несмотря на это некоторые группы ученых-теоретиков уже сейчас разрабатывают алгоритмы и программы, которые могут быть выполнены только квантовыми компьютерами. И одним из таких алгоритмов является алгоритм, моделирующий все возможные взаимодействия и эффекты, происходящие при столкновении двух элементарных частиц, то, для чего в настоящее время применяются огромные и невероятно дорогостоящие ускорители частиц, к примеру, пресловутый Большой адронный коллайдер (БАК).

Создание реальных квантовых компьютеров предполагает наличие в распоряжении людей технологий, которые пока еще не разработаны или находятся в стадии научных экспериментов. Но квантовые компьютеры, которые рано или поздно все-таки появятся, смогут обеспечить такой уровень вычислительной мощности, до которого очень далеко даже самым могучим современным суперкомпьютерам.

Основой работы квантовых компьютеров будут кубиты (квантовые биты) их процессора, которые будут работать с помощью законов квантовой механики, которые, в свою очередь, определяют поведение субатомных частиц. Эти законы позволят кубитам находиться одновременно в нескольких квантовых состояниях, что позволит с их помощью просчитывать сразу все возможные решения задачи. Эта способность, недоступная для традиционных компьютеров, позволит квантовым компьютерам быстро и эффективно решать ресурсоемкие вычислительные задачи, такие как взлом криптоустойчивых шифров и расчет невероятно сложных математических моделей.

Модель столкновений частиц


"У нас имеется теоретическая модель будущего квантового компьютера. Зная ее, мы уже сейчас можем составить математическую модель, описывающую наиболее сложные процессы, происходящие в природе, которая будет рассчитываться только на квантовом компьютере с максимальной эффективностью" - рассказывает Стивен Джордан, ученый-теоретик и подразделения прикладной и вычислительной математики Национального Института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST). - "Прямо сейчас мы уже можем создать математические модели столкновений частиц, модель процессов Большого Взрыва и зарождения Вселенной. Но выполнить их расчеты и узнать то, что можно ожидать в дальнейшем, мы сможем только после создания настоящих квантовых компьютеров".

Используя теоретическую модель квантового компьютера, ученые создали алгоритм, который будет выполняться на любом будущем квантовом компьютере, независимо от его архитектуры и реализации. Универсальность алгоритма заключается в возможности создания модели ситуации столкновений и взаимодействий ядер большого количества химических элементов. Нетяжело догадаться, что такое просто невозможно с использованием технологий, которыми владеет человечество в настоящее время. Для того, что бы реализовать такое на обычных компьютерах, потребовался бы компьютер с бесконечно большим объемом оперативной памяти, но ученые, разработавшие квантовый алгоритм, описали информацию в виде квантовых состояний множества квантовых битов, что позволило "вписать" поставленную задачу в разумные рамки.

"Математическое моделирование обладает рядом привлекательных возможностей. Вам не составит никакого труда, что бы увеличить сложность задачи, к примеру, увеличив энергию частиц и столкновений, то, для чего на Большом адронном коллайдере вскоре будет затеяна дорогостоящая модернизация. Используя разработанные нами методы предоставления информации и математических расчетов, можно будет создавать любые математические модели, вписывающиеся в законы Стандартной физической модели. Это означает, что квантовые компьютеры смогут сделать ненужными ускорители частиц и другие дорогостоящие научные инструменты и установки".





Ключевые слова:
Квантовый, Компьютер, Модель, Физика, Частица, Столкновение, Ускоритель, Большой, Адронный, Коллайдер, БАК

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Компания Google пророчит появление полноценных квантовых компьютеров, спосо ...
  • Разработан новый квантовый алгоритм, который позволит создать идеальные сте ...
  • Новая компьютерная система будет сочетать в себе преимущества классических ...
  • Новый квантовый компьютер может обогнать суперкомпьютер, размером с Вселенн ...
  • Ученые из NIST, используя микроволновое излучение, впервые запутали на кван ...




  • 6 июня 2012 08:48
    #1 Написал: The_hacker

    Публикаций: 0
    Комментариев: 286
    красиво пишут, но одно дело теоретическая модель рассчитанная пусть и на квантовом компьютере, и совсем другое практические экспериментальные данные полученные на ускорителе, на практике подтверждающие результаты моделирования.
        
    6 июня 2012 12:16
    #2 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Цитата: The_hacker
    теоретическая модель

    которая может быть еще и ошибочной если не к открытым явлениям, то запросто к еще не изученным.
    Я правильно понял, что квантовые компьютеры работают как аналоговые и в этом их преимущество?
        
    6 июня 2012 17:35
    #3 Написал: flandger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Квантовые компьютеры работают как недетерминированная машина Тьюринга, в этом их приемущество. Т.е. рассчитывают сразу все варианты решений.

    красиво пишут, но одно дело теоретическая модель рассчитанная пусть и на квантовом компьютере,

    Гораздо веселее когда пишут программы для эмулятора квантового компьютера, запущенного на обычном компе wink
        
    8 июня 2012 14:52
    #4 Написал: konstnikit55

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    "Бог не играет в кости", из случайности никогда не получится определённость.
        
    16 июня 2012 13:03
    #5 Написал: Vaneo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Практические эксперименты были, есть и будут. Компьютер все предугадать не сможет, и запихать в него всю математическую модель вселенной тоже не получится.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.