ครั้งแรกสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม?

ครั้งแรกสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม?

jumbo jili

D-Wave Systems บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติแคนาดาประกาศว่าได้ขายคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกให้กับ Lockheed Martin ด้วยมูลค่ารายงาน 10 ล้านเหรียญสหรัฐ
เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นที่คิดว่าหลังจากทำงานมานานกว่าทศวรรษ คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้เกิดขึ้นจากห้องปฏิบัติการ และขณะนี้พร้อมที่จะเขย่าโลกแห่งการเข้ารหัสและรวบรวมข้อมูลการคำนวณที่อาจต้องใช้เวลาหลายพันล้านปีในการดำเนินการคอมพิวเตอร์ทั่วไป นั่นไม่ใช่กรณี

สล็อต

ที่ห้องปฏิบัติการทั่วโลก นักฟิสิกส์ยังคงดิ้นรนเพื่อประกอบคอมพิวเตอร์ควอนตัมขั้นพื้นฐานที่สุด เป้าหมายของพวกเขาคือการสร้างคอมพิวเตอร์เอนกประสงค์โดยใช้ควอนตัมที่เทียบเท่ากับลอจิกเกต D-Wave มีเป้าหมายที่แตกต่างกัน: มุ่งเป้าไปที่เครื่องจักรเฉพาะทางที่เหมาะสำหรับงานต่างๆ เช่น การประมวลผลข้อมูลและการจดจำรูปแบบ
การขายระบบแรกของ D-Wave คือ D-Wave One ชี้ให้เห็นว่าอย่างน้อยบริษัทหนึ่งมีความมั่นใจในแนวทางนี้ แธด ​​แมดเดน โฆษกของล็อกฮีดบอกกับIEEE Spectrumว่าบริษัทหวังว่าจะใช้ระบบนี้เพื่อลดต้นทุนในการทดสอบระบบควบคุมเครื่องบิน และการผสมผสานฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนอื่นๆ ที่โต้ตอบกับโลกทางกายภาพ “เราเชื่อว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถจัดการกับปัญหาเหล่านี้ได้อย่างคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์และกระบวนการทั่วไป” Madden กล่าว
คนอื่นไม่เชื่อว่า D-Wave มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่จะเร็วกว่าระบบทั่วไปอย่างมาก นี่คือหนึ่งในเหตุผลที่เราจดทะเบียน D-คลื่นเป็น“ผู้แพ้” ของเรามกราคม 2010 รอบขึ้นของโครงการเทคโนโลยีที่ได้รับการตั้งค่าที่จะเผชิญกับเหตุการณ์สำคัญในปีที่ผ่านมา
บริษัทได้เริ่มแก้ไขข้อกังวลทางเทคนิคบางประการเกี่ยวกับแนวทางปฏิบัติของบริษัทแล้ว คอมพิวเตอร์ของ D-Wave เข้ารหัสข้อมูลในลูปของลวดตัวนำยิ่งยวด ซึ่งกระแสสามารถไหลได้ทั้งตามเข็มนาฬิกา ทวนเข็มนาฬิกา หรือในการวางซ้อนควอนตัมของทั้งสอง ที่ยอมให้ค่าของควอนตัมบิตหรือ qubit แต่ละตัวรับสถานะสามสถานะ 0, 1 หรือทั้งสองอย่างพร้อมกัน
ในการดำเนินการคำนวณ โปรแกรมเมอร์จะเข้ารหัสปัญหาที่จะแก้ไขโดยปรับแต่งการโต้ตอบระหว่าง qubits เช่นเดียวกับหินอ่อนที่กลิ้งไปตามพื้นผิวที่เป็นหลุมเป็นบ่อ จากนั้นระบบจะสำรวจการกำหนดค่าพลังงาน ในที่สุด ระบบจะพบวิธีแก้ปัญหาโดยผ่อนคลายในจุดที่ลึกที่สุดในภูมิประเทศ ซึ่งเป็นสถานะพลังงานต่ำสุด
หากคอมพิวเตอร์ของ D-Wave ทำงานตามที่ออกแบบไว้ qubits ควรสามารถเปลี่ยนสถานะได้โดยใช้อุโมงค์ควอนตัมเพื่อตัดผ่านกำแพงพลังงานที่แยกการกำหนดค่า “0” และ “1” ของ qubit
ข้อโต้แย้งที่มีมายาวนานต่อระบบคือเทอร์โมไดนามิกส์ยังสามารถทำงานเดียวกันได้สำเร็จ: qubit อาจสามารถเจาะอุโมงค์ผ่านสิ่งกีดขวางได้ แต่ถ้าได้รับความร้อนเพียงพอจากสิ่งแวดล้อมก็สามารถกระโดดข้ามสิ่งกีดขวางได้
แต่ในเดือนพฤษภาคม นักวิจัยได้ตีพิมพ์บทความในNatureที่แสดงให้เห็นว่า qubits ของ D-Wave สามารถเปลี่ยนสถานะได้ต่ำกว่า 45 มิลลิเคลวิน ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ต่ำเกินไปสำหรับความผันผวนของความร้อนที่จะมีบทบาท
การศึกษาพบว่า D-Wave เป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมในทางเทคนิค แต่ตามที่ Adrian Cho รายงานในScienceNOWยังมีข้อสงสัยว่าการขุดอุโมงค์ควอนตัมจะเพียงพอที่จะทำให้ระบบของ D-Wave ได้เร็วกว่าทางเลือกแบบดั้งเดิม พฤติกรรมของควอนตัมอื่น ๆ , สิ่งกีดขวางเช่นระหว่าง qubits อาจจะจำเป็นในการทำให้ระบบที่รวดเร็วอย่างแท้จริงข่าวธรรมชาติรายงาน
“ปัญหาพื้นฐานคือ D-Wave ไม่ได้นำเสนอหลักฐานใดๆ ต่อชุมชนวิทยาศาสตร์ว่า D-Wave One หรืออุปกรณ์อื่นๆ ของมัน สามารถแก้ปัญหาใดๆ ได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก ” Scott Aaronson จาก MIT เป็นเวลานานขี้ระแวงของการเรียกร้อง D-คลื่น, บอกนักวิทยาศาสตร์ใหม่
D-Wave ได้รับการเตรียมพร้อมเกี่ยวกับพลังบางอย่างของระบบ ในสัปดาห์นี้ผู้ก่อตั้ง D-Wave และ CTO Geordie Rose (ภาพด้านบน) บอกกับTechnology Reviewว่าซอฟต์แวร์ที่ใช้ระบบ D-Wave “สามารถเรียนรู้สิ่งต่างๆ เช่น วิธีจดจำวัตถุเฉพาะในภาพถ่ายได้แม่นยำกว่าทางเลือกทั่วไปถึง 9 เปอร์เซ็นต์” แต่ความเร็วยังไม่ได้รับการกล่าวถึงในที่สาธารณะ “ ในทางปฏิบัติ เราไม่รายงานลักษณะการทำงานของสถาปัตยกรรม” โรสบอกกับForbesเมื่อต้นสัปดาห์นี้
ดังนั้นอาจต้องใช้เวลาอีกสักระยะหนึ่งก่อนที่เราจะรู้ว่าวันหนึ่งบริษัทสามารถสร้างรายชื่อ “ผู้ชนะ” ได้หรือไม่ มีรายงานเพิ่มเติมจากทีม D-Wave ที่กำลังดำเนินการอยู่
สะพานอะตอม:แม่แบบสำหรับสายนาโนกว้าง 1.5 นาโนเมตรถูกสร้างขึ้นโดยการผลักอะตอมไปรอบ ๆ โดยใช้กล้องจุลทรรศน์สแกนอุโมงค์ ลวดนาโนที่ได้แสดงให้เห็นว่ากฎของโอห์มใช้งานได้กับสายไฟที่มีความหนาเพียง 4 อะตอม คลิกที่ภาพเพื่อขยาย
5 มกราคม 2555—กฎของมัวร์ กฎหลักสำคัญของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ อาจได้รับการบรรเทาโทษจากการล่มสลายที่คาดการณ์ไว้ ตามกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ในออสเตรเลียและสหรัฐอเมริกา การค้นพบที่ไม่คาดคิดของพวกเขาแสดงให้เห็นว่ากฎฟิสิกส์คลาสสิกที่เข้าใจกันดี และเสาหลักของวิศวกรรมไฟฟ้า มีวัตถุบางอย่างที่มีความกว้างเพียง 4 อะตอม ซึ่งเป็นขนาดที่เอฟเฟกต์ควอนตัมควรใช้แทน
Michelle Simmons และเพื่อนร่วมงานของเธอที่ University of New South Wales ในออสเตรเลีย ร่วมกับผู้ทำงานร่วมกันที่ University of Melbourne และ Purdue University ในรัฐอินเดียนา ได้สร้างสายซิลิกอนที่มีความต้านทานต่ำ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากฎของโอห์มทำงานในระดับอะตอม กฎของโอห์มซึ่งเป็นกฎเชิงประจักษ์ที่ค้นพบโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ Georg Ohm ในปี 1827 กล่าวว่ากระแสที่ไหลผ่านตัวนำนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความต่างศักย์ของตัวนำ กฎหมายเป็นแกนนำของทฤษฎีวงจรซึ่งแนะนำแนวคิดเรื่องการต่อต้าน และสอนให้กับนักเรียนมัธยมและนักศึกษาในชั้นเรียนฟิสิกส์และวิศวกรรมศาสตร์

สล็อตออนไลน์

ในคำอธิบายประกอบในScienceซึ่งมีรายงานการวิจัยเมื่อวันศุกร์David Ferryแห่งมหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนาเรียกการค้นพบนี้ว่า “น่าแปลกใจ” นักวิทยาศาสตร์คาดว่าพฤติกรรมคลาสสิกเช่นกฎของโอห์มจะสลายตัวในระดับอะตอม “การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนแบบจุดในโลกคลาสสิกจะถูกแทนที่ด้วยคลื่นควอนตัมที่แผ่ออกไป คลื่นควอนตัมเหล่านี้จะนำไปสู่พฤติกรรมที่แตกต่างกันมาก” IEEE Fellow กล่าวเสริม
ซิมมอนส์และผู้ทำงานร่วมกันของเธอสร้างสายนาโนชั้นดีจากซิลิคอนซึ่งมีความสูงเพียงหนึ่งอะตอม กว้างสี่อะตอม (ประมาณ 1.5 นาโนเมตร) และยาว 106 นาโนเมตร พวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์สแกนเพื่อจัดรูปแบบสายไฟบนพื้นผิวซิลิกอนและการเจริญเติบโตของผลึกซิลิกอนเพื่อฝังสายไฟและปกป้องพวกเขาจากพื้นผิวและส่วนต่อประสานที่สามารถดูดอิเล็กตรอนอิสระและรบกวนพฤติกรรมเหมือนกฎของโอห์ม Simmons กล่าว
การทดลองก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าที่ความกว้างน้อยกว่า 10 นาโนเมตร ความต้านทานของสายนาโนซิลิกอนเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ (ในทางตรงกันข้าม กฎของโอห์ม เป็นเส้นตรง) นักวิจัยสามารถหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของเลขชี้กำลังนี้และปฏิบัติตามกฎของโอห์ม โดยการเติมสายนาโนซิลิกอนด้วยฟอสฟอรัสอย่างหนัก
“อะตอมของฟอสฟอรัสมีอิเล็กตรอนมากกว่าซิลิกอน 1 ตัว และอิเล็กตรอนพิเศษเหล่านี้ทำให้สายนาโนสามารถดำเนินการได้” ซิมมอนส์อธิบาย “ภายในสายไฟ เราวางอะตอมของฟอสฟอรัสห่างกันน้อยกว่า 1 นาโนเมตร เพื่อให้คลื่นทำหน้าที่ของอิเล็กตรอนทับซ้อนกันเพื่อสร้างสถานะคล้ายโลหะ และนั่นทำให้เรามีความต้านทานต่ำ”
วิศวกรไฟฟ้าJohn Kymissisจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียรู้สึกประทับใจกับการทดลองนี้ “มันหลีกเลี่ยงส่วนต่อประสานทั้งหมด การกระเจิงของพื้นผิว และขอบเขตของเกรน” ที่เป็นอุปสรรคต่อแนวทางอื่นๆ เขากล่าว นักวิจัยกล่าวว่าการค้นพบนี้น่าจะทำให้กฎของมัวร์สามารถรักษาโมเมนตัมได้ง่ายขึ้น ชิประดับไฮเอนด์ในปัจจุบันต้องป้องกันผลกระทบจากควอนตัมที่ลึกลับและคาดว่าจะมีอีกมากเนื่องจากวิศวกรยังคงลดขนาดส่วนประกอบ IC ความท้าทายหลักในการลดขนาดชิปซิลิกอนคือ “การกระจายพลังงานจากความต้านทานปรสิตที่ไม่สามารถขจัดออกจากการออกแบบและวัสดุในปัจจุบันได้” Dick Ssherหัวหน้าสถาบัน Georgia Tech Quantumกล่าว ลวดอะตอมที่เป็นไปตามกฎของโอห์มสามารถช่วยได้
ซิมมอนส์กล่าวว่างานนี้เกิดขึ้นจากความพยายามในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ปรับขนาดได้ในซิลิกอน กลุ่มของเธอและคนอื่น ๆ ได้รับการทำงานในคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีบิตควอนตัมหรือ qubits มีรัฐสปินของอิเล็กตรอนในอะตอมฟอสฟอรัสของแต่ละบุคคล “ในซิดนีย์ เราได้แสดงให้เห็นเมื่อเร็วๆ นี้ว่าคิวบิตแบบหมุนอิเล็กตรอนแบบฟอสฟอรัส-อะตอมเดี่ยวมีอายุการใช้งานยาวนานมาก—หลายวินาที” เธอกล่าว “เราอยู่บนขอบของความสามารถในการสร้างอุปกรณ์อะตอมเดี่ยวอย่างแท้จริงด้วยอิเล็กโทรดควบคุมที่แม่นยำเพื่อจัดการและจับคู่สถานะการหมุนของ qubits เหล่านี้”
นักฟิสิกส์Steven Simonจากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดเรียกสายนาโนว่า “เป็นเทคโนโลยีที่น่าประทับใจ” แต่กล่าวว่าการสร้างสายไฟหลายเส้นที่มีความต้านทานเท่ากันอาจทำได้ยาก “เว้นแต่จะสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำว่าสิ่งสกปรก [ฟอสฟอรัส] อยู่ที่ใด ก็อาจมีตัวอย่างที่ผิดปกติอยู่เสมอซึ่งไม่ได้ดำเนินการเลย”
แน่นอน การทดลองโดย Simmons และเพื่อนร่วมงานไม่ได้ทำโดยใช้เทคนิคการประมวลผลซิลิกอนมาตรฐาน แต่ในที่สุดก็อาจทำขึ้นเพื่อให้สอดคล้องกับพวกเขา
“โดยพื้นฐานแล้วเราได้แสดงให้เห็นว่าเราสามารถรักษาความต้านทานต่ำในสายซิลิกอนเจือได้จนถึงระดับอะตอม” ซิมมอนส์กล่าว มันอาจจะยังไม่พร้อมสำหรับการผลิตในตอนนี้ แต่เธอพูดว่า “ใครจะรู้อีก 20 ปีนับจากนี้”

jumboslot

การพิมพ์อิงค์เจ็ทอาจได้รับรางวัลเป็นเทคโนโลยีที่มีการใช้งานที่คาดไม่ถึงมากที่สุด เช่น การพิมพ์ตกแต่งเค้ก อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น และแม้แต่เนื้อเยื่อของมนุษย์ ในขณะเดียวกัน ความสามารถของเทคโนโลยีการวิเคราะห์ภาพก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก ต้องขอบคุณวิวัฒนาการของการเรียนรู้เชิงลึก
บริษัทสองแห่งที่จัดแสดงที่CESในลาสเวกัสในสัปดาห์นี้ ได้จับคู่เทคโนโลยีทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน เพื่อการใช้งานที่แตกต่างกันอย่างมากมาย
Proctor & Gamble ขอแนะนำOptéอุปกรณ์ขนาดเล็กสำหรับทารองพื้นและครีมปรับผิวให้ขาวขึ้นตามวัย เมื่อคุณเลื่อนไปมาบนใบหน้า แสงสีฟ้าจะส่องไปที่ผิวของคุณ วิเคราะห์ภาพ และพิมพ์จุดต่างๆ ของส่วนผสมแต่งหน้าลงบนจุดด่างดำ เครื่องพิมพ์ขนาดเล็กจับภาพได้ 200 ภาพต่อวินาทีและมีหัวฉีด 120 หัว และคาดว่าจะวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในปลายปีนี้ เอฟเฟกต์นั้นวิเศษมาก—ผิวสีสม่ำเสมอโดยไม่ต้องมีคำใบ้ว่าแต่งหน้าอยู่
นั่นคือการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์อิงค์เจ็ทที่เล็กที่สุดที่ฉันเห็น การเรียกร้องที่ใหญ่ที่สุดต้องไปที่See & Sprayจากแผนก Blue River ของ John Deere ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความกล้าของระบบต้นแบบบนพื้น CES ถัดจากการรวมอัจฉริยะขนาดมหึมา การใช้คอมพิวเตอร์วิทัศน์และการเรียนรู้อย่างลึกซึ้ง “เครื่องพิมพ์ดอทเมทริกซ์เพื่อการเกษตร” นี้สามารถเลือกใช้สารกำจัดวัชพืชกับวัชพืชหรือสารอาหารกับพืชบางชนิดได้Willy Pellกล่าวผู้อำนวยการฝ่ายเทคโนโลยีใหม่สำหรับบลูริเวอร์ การใช้อุปกรณ์อัจฉริยะดังกล่าวจะช่วยลดการใช้สารกำจัดวัชพืช ประหยัดเงิน และปกป้องสิ่งแวดล้อม และอาจเพิ่มผลผลิตให้กับเกษตรกร Pell ระบุว่าระบบจะไม่สามารถใช้ได้ในเชิงพาณิชย์เป็นเวลาสองสามปี แต่ได้แสดงให้เห็นแล้วบนพืชผลที่ครอบคลุมพื้นที่หลายพันเอเคอร์
“ภารกิจในการป้อนอาหารให้กับโลกกำลังดึงดูดผู้เชี่ยวชาญด้าน AI จำนวนมากมาสู่การเกษตร” Pell กล่าว
ไม่มีการประกาศราคาสำหรับเครื่องพิมพ์อัจฉริยะทั้งสองเครื่อง
ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา ความหนาแน่นของพื้นที่ของฮาร์ดดิสก์ ซึ่งเป็นการวัดจำนวนบิตข้อมูลที่วิศวกรสามารถบีบลงในพื้นที่ที่กำหนดได้ เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยเกือบ 40 เปอร์เซ็นต์ในแต่ละปี เมื่อเร็ว ๆ นี้อัตราดังกล่าวได้ชะลอตัวลงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ทุกคนที่ทำงานกับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบแม่เหล็กตระหนักดีถึงปัญหานี้ แต่เฉพาะในปีที่ผ่านมาหรือประมาณนั้น มีผู้บริหารจากSeagate TechnologyและWestern Digitalซึ่งเป็นผู้ผลิตฮาร์ดไดรฟ์ชั้นนำต่างเปิดเผยวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวอย่างเปิดเผย ในการประกาศย้อนหลังในเดือนตุลาคม 2017 Western Digital ให้คำมั่นที่จะเริ่มจัดส่งไดรฟ์โดยอิงจากสิ่งที่เรียกว่าการบันทึกด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MAMR)ในปี 2019 และ Seagate กล่าวว่าจะมีไดรฟ์ที่รวมการบันทึกด้วยแม่เหล็กช่วยความร้อน (HAMR) ออกสู่ตลาดภายในปี 2563
หากโซลูชันของบริษัทหนึ่งพิสูจน์ได้ว่าเหนือกว่า โซลูชันดังกล่าวจะพลิกโฉมอุตสาหกรรมมูลค่า 24 พันล้านดอลลาร์สหรัฐและสร้างเส้นทางสู่ความก้าวหน้ากว่าทศวรรษในการจัดเก็บข้อมูลแบบแม่เหล็ก บริษัทที่ต้องการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากมีตัวเลือกอื่น ๆ แต่ฮาร์ดไดรฟ์ยังคงเป็นทางเลือกสำหรับความต้องการด้านการจัดเก็บข้อมูลระดับองค์กร ซึ่งอยู่ระหว่างไดรฟ์โซลิดสเทตที่เร็วกว่าและมีราคาแพงกว่าซึ่งสร้างขึ้นจากหน่วยความจำแฟลชและแม่เหล็กที่ช้ากว่าและราคาถูกกว่าเทป .

slot

ตอนนี้ Seagate ตั้งเป้าที่จะเปิดตัวไดรฟ์ขนาด 20 เทราไบต์ที่ใช้ HAMR ในปี 2020 และ Western Digital ให้คำมั่นสัญญากับไดรฟ์ MAMR ที่จะจุได้ประมาณ 16 TB ในปลายปีนี้ Western Digital คาดว่าจะขยายขนาดเป็นไดรฟ์ MAMR อย่างรวดเร็วด้วยความจุ 40 TB ภายในปี 2568 ในขณะที่ Seagate เชื่อว่าจะสามารถบรรลุความจุที่คล้ายกันผ่าน HAMR แม้ว่าจะไม่ได้ระบุวันที่เป้าหมายต่อสาธารณะ

This entry was posted in Slot and tagged , , , , , . Bookmark the permalink.