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El frío de los equipos de trabajo cercanas al cero absoluto

Imaginar la que NOS está bajo ataque. Un avión enemigo, cargados con ojivas, se dirige hacia la costa, que se extiende dentro y fuera de radar. Aviones de combate han sido revueltos y hay un ingente esfuerzo para localizar el objeto.

Pero el país es el mejor de la defensa no es un portaaviones o un sistema de misiles. Es un cuadro de mucho frío átomos.

"el Uso de la computadora cuántica," grita un general. Los átomos en el interior de la computadora puede resolver problemas complejos y, casi al instante, escupir una instrucción de cómo configurar una estación de radar, de modo que el avión enemigo puede ser rastreado y específica.

Una empresa ya llegar a enfrentarse a una situación como esta es ColdQuanta. Recientemente se ha firmado un contrato con NOSOTROS, agencia de investigación de defensa Darpa para construir un ordenador cuántico, que rápidamente se puede trabajar mejor forma de recolocar los equipos de radar en el caso de un sistema de defensa parcialmente fallando.

El proyecto se basa en ser capaz de reunir suficiente átomos como qubits - los bloques de construcción de una computadora cuántica, que le permiten realizar los cálculos.

Para ello, los átomos tienen que ser muy frío, por lo que tales equipos de la más fría del mundo.

la computación Cuántica es muy publicitado pero la tecnología está en su infancia. Las empresas están empezando a construir sistemas que afirman un día se superan a las tradicionales, las computadoras digitales en ciertas tareas útiles.

copyright de Imagen Pasqal el título de la Imagen de computación Cuántica está aún en su fase experimental

"Lo que se nos pide hacer en los próximos 40 meses es ser capaz de tener una máquina que tiene miles de qubits para resolver un mundo real relacionados con la defensa y el problema que estamos trabajando es una versión de la cobertura de radar problema", explica Bo Ewald, jefe ejecutivo de ColdQuanta, con sede en Colorado.

El ejemplo anterior es un problema de optimización, un escenario que puede haber miles o millones de posibles soluciones. La clave es elegir el mejor.

Además de las aplicaciones militares, las computadoras cuánticas podrían tener usos en el consumo de drogas de diseño, estrategias de inversión, la codificación, el agrietamiento y complejos problemas de programación para las grandes flotas de vehículos.

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Mr Ewald dice que esto es donde las computadoras cuánticas tendrá su impacto inicial - en la búsqueda de soluciones óptimas a los problemas que podrían tomar los equipos existentes, incluso el más rápido de los superordenadores, muchas horas o días para resolver.

Hay varios tipos de ordenador cuántico en el desarrollo, pero el enfoque utilizando ultra-frío átomos neutros como qubits es inusual - es diferente de la que superconducting quantum equipos que están siendo desarrollados por las grandes empresas como IBM y Google, u otros proyectos que utilizan átomos cargados, también conocido como los iones, en su lugar.

Superconductor de las computadoras cuánticas no uso átomos individuales como qubits, y mientras que los sistemas se basan en las bajas temperaturas no son tan bajas como las que se necesitan para ColdQuanta de los átomos neutros.

"El superconductor de personas se están ejecutando en millikelvin... estamos microkelvin", explica con orgullo.

el Kelvin es la medición de la temperatura. Cero kelvin, el cero absoluto (-273.15 C) es el más frío de la nada jamás podría ser.

Y mientras millikelvin es frío, en 0,001 kelvin, ColdQuanta del microkelvin átomos son mucho más frías en aproximadamente 0.000001 kelvin. Ambos son considerablemente más frío, de hecho, que en cualquier sabemos que en el universo natural.

copyright de Imagen Coldquanta el título de la Imagen Átomos están atrapados en una caja de vidrio con láser

En ColdQuanta el caso de átomos de rubidio se reunieron en el interior de un vacío dentro de una pequeña, hexagonal o rectangular caja de vidrio, de aproximadamente una pulgada de ancho, una profundidad de una pulgada y dos pulgadas de alto. Los átomos se mantienen en el aire puramente por el láser.

Pero ¿por qué la temperatura es tan importante? El profesor Andrew Daley en la Universidad de Strathclyde dice que es crucial para ser capaz de manipular los átomos y mantenerlos en su lugar.

Brillante láseres en los átomos, los obliga a liberar un poco de energía y reduzca la velocidad. Que permite la realización de casi perfectamente quieto, que es el verdadero punto aquí. Ellos no son el frío, en el sentido de que usted o yo iba a concebir de frío por el contrario, son sólo ralentizado considerablemente.

una Vez que tienes tu patos - átomos - en una fila, usted puede organizar ellos lo desea, dice el Prof Daley. Este grano fino control sobre los átomos significa que se puede colocar en dos o tres dimensiones formaciones, bolsas de cerca uno del otro en el corazón de una computadora cuántica. Eso es importante porque con todos los adicionales átomo, las funciones del equipo se duplicó.

la Insistencia cada átomo neutro con otro láser excita, aumentando considerablemente su tamaño. Estos ajustes de codificación de la información o enlace de los átomos entre sí a través de un extraño fenómeno llamado entrelazamiento. Ahora usted tiene una colección de qubits que funcionan juntos como un sistema que se puede ajustar con el fin de representar un modelo matemático o un problema de algún tipo.

Sorprendentemente, el usuario de una computadora cuántica podría, en teoría, el programa de este sistema a simular un gran número de posibilidades a la vez. No es como un ordenador tradicional de procesamiento de lotes de cálculos en paralelo, es extraño y menos predecibles que los que y obtener una respuesta útil al final es complicado.

copyright de Imagen Andrew Daley el título de la Imagen del Profesor Daley está a la espera de las computadoras cuánticas para realizar un "útil" de la tarea

"Lo que queremos es que el estado cuántico al final representa la respuesta para el problema que estamos tratando de resolver", dice Jonathan Pritchard, Prof Daley colega en Strathclyde. El ordenador cuántico debe terminar en favor de un estado en particular, o bien, una respuesta particular a un problema.

Para el problema correcto, se podría conseguir mucho más cerca de una respuesta óptima, tanto más rápidamente y más eficientemente que un ordenador tradicional.

"realmente Estamos a la espera de una demostración de una tarea de computación donde podemos demostrar que estas máquinas han hecho algo más allá de lo que se puede hacer en un clásico de la computadora - para algo que es realmente útil," dice el Prof Daley.

copyright de Imagen Bamdad Norouzian el título de la Imagen de computación Cuántica explota la extraña interacción de los átomos

la compañía francesa Pasqal es la construcción de un prototipo de sistema, basado en principios similares a ColdQuanta.

Pasqal del sistema de energía gigante de la FED, que, si funciona, va a venir para arriba con super-eficiente de los horarios para la carga de vehículos eléctricos. Específicamente, el objetivo es minimizar el tiempo total necesario para completar la carga para todos los vehículos, mientras que también priorizar ciertos más importante de los vehículos por encima de los demás.

Este tipo de problema puede ser abordado por un ordenador tradicional, admite Christophe Jurczak, presidente, pero él argumenta que un sistema cuántico va a terminar siendo significativamente más rápido, hacerlo en una hora en lugar de 24 horas, por ejemplo.

"no parece grande, pero si usted desea actualizar su estrategia de cada hora, que es una gran diferencia", dice él. Y se podría utilizar 100 veces menos electricidad que una supercomputadora en el proceso.

Por el momento, todo esto queda demostrado por el real. Pero hay indicios de que en los próximos años - más rápido de lo que esperaba - vamos a ver qué tan útil esta raza de desconcertantemente frío equipo que realmente es.

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