211service.com
Första Quantum-datorn med Quantum CPU och separat Quantum RAM
Redan 1946 slogs världens första allmänna elektroniska dator på vid University of Pennsylvania. Den enorma processorkraften hos ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) häpnade världen, eller åtminstone de få dussin personer som hade någon aning om vad det var till för och varför det var viktigt.
Men ENIAC hade ett viktigt fel. Den kunde bara programmeras genom att återställa en mängd växlar och rattar, en uppgift som kan ta veckor. Och detta hindrade allvarligt datorns flexibilitet.
Lösningen var inte svår att hitta. det hade redan beskrivits av Alan Turing, John Von Neumann och andra: har en enhet för nummerknäppning och ett separat elektroniskt minne som kan lagra instruktioner och data. Den designen innebar att all omprogrammering kunde göras relativt snabbt, enkelt och elektroniskt.
Idag använder nästan alla moderna datorer denna design, nu känd som Von Neumann-arkitekturen.
Undantaget är kvantdatorn. Dessa enheter använder kvantvärldens konstiga egenskaper för att utföra ett stort antal beräkningar parallellt. Följaktligen har de potential att avsevärt överträffa konventionella nummerknäppare.
Tyvärr har fysiker bara en vag och flyktig makt över kvantvärlden och detta medel har hindrat dem från lyxen att designa en kvantdator av Von Neumann-typ.
Tills nu. Idag avslöjar Matteo Mariantoni vid UC Santa Barbara och kompisar den första kvantdatorn med en informationsbehandlingsenhet och ett separat direktminne.
Deras maskin är en supraledande enhet som lagrar kvantbitar eller qubits som motroterande strömmar i en krets (detta gör att qubiten kan vara både en 0 och 1 samtidigt). Dessa kvantbitar manipuleras med supraledande kvantlogikgrindar, överförs med hjälp av en kvantbuss och lagras i separata mikrovågsresonatorer.
Låt oss säga på förhand att resultatet inte är en särskilt kraftfull dator. Mariantoni och co visar upp sin enhet genom att demonstrera ett par enkla men ospektakulära algoritmer men sådana som var noggrant utvalda som byggstenar för mer imponerande uppgifter som felkorrigering och faktorisering av stora siffror.
Inte för att de faktiskt har gjort någon av dessa saker. Vad som är imponerande är dock att de snart kunde eftersom detta tillvägagångssätt är utomordentligt skalbart. Våra resultat ger optimism för den korta implementeringen av en storskalig kvantprocessor baserad på supraledande kretsar, säger Mariantoni och co.
Det har inte funnits någon brist på falska gryningar för kvantberäkning under de senaste 20 åren eller så. Men det kan vara att solen är på väg att gå upp på en ny era av beräkningar. Om den gör det kommer allt som har gått innan en dag att verka lika primitivt som ENIAC verkar för oss.
Ref: arxiv.org/abs/1109.3743 : Implementering av Quantum von Neumann-arkitekturen med supraledande kretsar