Znajdź zawartość

Od pewnego czasu fizycy spekulują, że koncepcja zamkniętej pętli czasu (CTC - closed timeline curve) mogłaby przyczynić się do stworzenia komputerów wykorzystujących idealne stany kwantowe, a nawet spowodować powstanie standardowych maszyn, które, po wyposażeniu ich w CTC, byłyby tak samo wydajne, jak komputery kwantowe. Mowa tutaj o koncepcji, która zakłada, że komputer z dostępem do zamkniętej pętli czasu (a więc takiej, która wraca do swojego początku) mógłby wysłać rezultaty obliczeń do swojej przeszłości. Tym samym bardzo szybko po wprowadzeniu danych otrzymalibyśmy wynik. Najnowsze badania, przeprowadzone przez naukowców z IBM-a i University of Waterloo wskazują jednak, że jeśli nawet CTC istnieją, to nie przyczynią się do tak znacznego wzrostu mocy obliczeniowej jak sądzono. Uczeni wyjaśniają, że specjaliści rozważający przydatność zamkniętych pętli czasu wpadli w "pułapkę linearności". Koncepcja CTC zakłada bowiem, że zmiany kwantowe są nielinearne, podczas gdy kwantowe systemy mechaniczne ewoluują w sposób linearny. Zdaniem Charlesa Bennetta, Graeme Smitha, Johna Smolina i Debbie Leung korzyści, które miały przynieść CTC, wynikały z tego, że analizowano ewolucję poszczególnych czystych stanów kwantowych i linearnie rozciągano wnioski tak, by określić ewolucję stanów mieszanych. To właśnie nazywa się "pułapką linearności", gdy teorie nielinearne rozważa się w sposób linearny. Zdaniem wymienionych naukowców, zastosowanie CTC w obliczeniach spowoduje, że dane wyjściowe nie będą skorelowane z danymi wejściowymi, przez co nie będą zbyt użyteczne przy obliczeniach. Problem z wcześniejszymi teoriami polega na tym, że nie brały one pod uwagę fizycznych procesów wyboru danych wejściowych na potrzeby obliczeń. W teorii nielinearnej dane na wyjściu nie zależą tylko od danych wejściowych ale również od sposobu ich wyboru - mówi Smith. Scott Aaronson z MIT-u, który też zajmował się możliwymi zaletami wykorzystania CTC w obliczeniach, nie zgadza się z takim postawieniem sprawy. Mówi, że brał pod uwagę problemy nieliniowością systemu, ale nie uważa, by odgrywały aż tak dużą rolę, jak chcą tego Bennett i jego koledzy. Prawdziwy powód niezgody jest następujący: w znanym nam wszechświecie CTC niemal na pewno nie istnieją. A więc zadając pytanie o prawidłowy model komputerowy je wykorzystujący, tak naprawdę zadajemy dziwaczne i źle zdefiniowane pytanie - stwierdza Aaronson.

Dwójka amerykańskich naukowców przedstawiła wyliczenia, z których wynika, że za 75-80 lat dojdziemy do kresu możliwości dalszego zwiększania mocy obliczeniowej komputerów. Jeśli Prawo Moore'a nadal będzie obowiązywało i komputery będą o 100% zwięĸszały swoją moc co mniej więcej dwa lata, to około roku 2085 nie będzie możliwe dalsze ich przyspieszanie. Granicę wyznaczy prędkość światła. Lev Levitin i Tommaso Toffoli z Boston University opublikowali swoje wyliczenia w Physical Review Letters. Oparli się przy tym na pracach Levitina z lat 80. ubiegłego wieku. Uczony wyróżnił wówczas najprostszą kwantową operację, która musi być wykonana w kwantowych systemach obliczeniowych. Teraz obaj naukowcy obliczyli najkrótszy czas, potrzebny do jej wykonania. Z ich wyliczeń wynika, że idealny komputer kwantowy będzie w stanie wykonać w ciągu sekundy 10 biliardów operacji więcej, niż obecne najbardziej zaawansowane procesory. Jeśli zatem Prawo Moore'a zachowa ważność, wydajność taka zostanie osiągnięta jeszcze przed końcem bieżącego wieku. Wyliczenie Levitina i Toffoliego opiera się jednak na Prawie Moore'a. Scott Aaronson z MIT-u uważa, że założenie takie jest jednak wyjątkowo optymistyczne. Jego zdaniem Prawo Moore'a nie przetrwa kolejnych 20 lat. Oczywiście nie oznacza to, że naukowcy z Boston University się mylą. Aaronson jest zadowolony ze znalezienia granicy rozwoju komputerów. Z punktu widzenia teoretyka, bardzo dobrze jest wiedzieć, że są nieprzekraczalne granice. Można stwierdzić, że to rozczarowujące, iż nie będziemy w stanie budować nieskończenie szybkich komputerów, jednak jeśli mielibyśmy teorię fizyczną, która pozwala na tworzenie nieskończenie szybkich maszyn liczących, to by znaczyło, że coś jest nie tak z tą teorią.