Niemcy inwestują miliardy w komputer kwantowy
By
KopalniaWiedzy.pl, in Technologia
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
We Wrocławskim Centrum Sieciowo-Superkomputerowym Politechniki Wrocławskiej uruchomiono pierwszy w Polsce i Europie Środkowo-Wschodniej komputer kwantowy, który wykorzystuje kubity nadprzewodzące w niskiej temperaturze. Maszyna Odra 5 została zbudowana przez firmę IQM Quantum Computers. Posłuży do badań w dziedzinie informatyki, dzięki niej powstaną nowe specjalizacje, a docelowo program studiów w dziedzinie informatyki kwantowej.
Odra 5 korzysta z 5 kubitów. Waży 1,5 tony i ma 3 metry wysokości. Zwisający w sufitu metalowy walec otacza kriostat, który utrzymuje temperaturę roboczą procesora wynoszącą 10 milikelwinów (-273,14 stopnia Celsjusza).
Rektor Politechniki Wrocławskiej, profesor Arkadiusz Wójs przypomniał, że sam jest fizykiem kwantowym i zajmował się teoretycznymi obliczeniami na tym polu. Idea, żeby w ten sposób prowadzić obliczenia, nie jest taka stara, bo to lata 80. XX w., a teraz minęło kilka dekad i na Politechnice Wrocławskiej mamy pierwszy komputer kwantowy nie tylko w Polsce, ale też
w tej części Europy. Oby się po latach okazało, że to start nowej ery obliczeń kwantowych, stwierdził rektor podczas uroczystego uruchomienia Odry 5.
Uruchomienie komputera kwantowego to ważna chwila dla Wydziału Informatyki i Telekomunikacji Politechniki Wrocławskiej. Jego dziekan, profesor Andrzej Kucharski, zauważył, że maszyna otwiera nowe możliwości badawcze, a w przyszłości rozważamy również uruchomienie specjalnego kierunku poświęconego informatyce kwantowej. Powstało już nowe koło naukowe związane z kwestią obliczeń kwantowych, a jego utworzenie spotkało się z ogromnym zainteresowaniem ze strony studentów. Mamy niepowtarzalną okazję znalezienia się w awangardzie jeśli chodzi o badania i naukę w tym zakresie i mam nadzieję, że to wykorzystamy.
Odra 5 będzie współpracowała z czołowymi ośrodkami obliczeń kwantowych. Dzięki niej Politechnika Wrocławska zyskała też dostęp do 20- i ponad 50-kubitowych komputerów kwantowych stojących w centrum firmy IQM w Finlandii.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
W ostatnim półwieczu producenci komputerów dokonali olbrzymich postępów pod względem miniaturyzacji i wydajności układów scalonych. Wciąż jednak bazują one na krzemie i w miarę zbliżania się do fizycznych granic wykorzystywania tego materiału, miniaturyzacja staje się coraz trudniejsza. Nad rozwiązaniem tego problemu pracują setki naukowców na całym świecie. Jest wśród nich profesor King Wang z University of Miami, który wraz z kolegami z kilku amerykańskich uczelni ogłosił powstanie obiecującej molekuły, która może stać się podstawą do budowy molekularnego komputera.
Na łamach Journal of American Chemical Society uczeni zaprezentowali najlepiej przewodzącą prąd cząsteczkę organiczną. Co więcej, składa się ona z węgla, siarki i azotu, a więc powszechnie dostępnych pierwiastków. Dotychczas żadna molekuła nie pozwala na tworzenie elektroniki bez olbrzymich strat. Tutaj mamy pierwszą molekułą, która przewodzi prąd na dystansie dziesiątków nanometrów bez żadnej straty energii, zapewnia Wang. Uczeni są pewni swego. Testy i sprawdzanie molekuły pod wszelkimi możliwymi kątami trwały przez ponad dwa lata.
Zdolność cząsteczek do przewodzenia elektronów wykładniczo zmniejsza się wraz ze wzrostem rozmiarów molekuły. Tym, co jest unikatowe w naszej molekule, jest fakt, że elektrony mogą przemieszczać się przez nie bez straty energii. Teoretycznie jest to wiec najlepszy materiał do przewodzenia elektronów. Pozwoli on nie tylko zmniejszyć rozmiary elektroniki w przyszłości, ale jego struktura umożliwi stworzenie komputerów funkcjonujących tak, jak nie jest to możliwe w przypadku materiałów opartych na krzemie, dodaje Wang.
Nowa molekuła może posłużyć do budowy molekularnych komputerów kwantowych. Niezwykle wysokie przewodnictwo naszej cząsteczki to rezultat intrygującej interakcji spinów elektronów na obu końcach molekuły. W przyszłości taki system molekularny może pełnić rolę kubitu, podstawowej jednostki obliczeniowej komputerów kwantowych, cieszy się uczony.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Eksperci z Quantum Internet Alliance (QIA) ogłosili powstanie pierwszego systemu operacyjnego dla sieci kwantowych – QNodeOS. To olbrzymi krok naprzód w kierunku uczynienia z sieci kwantowych praktycznej technologii. W skład QIA wchodzą naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego w Delft, Uniwersytetu w Innsbrucku, Instytutu badań nad kwantowym przetwarzaniem i kwantowym internetem (QuTech), Francuskiego Narodowego Instytutu Badawczego Nauk Komputerowych i Automatyzacji (INRIA) oraz Francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS).
Naszym celem jest zapewnienie wszystkim dostępu do kwantowej technologii sieciowej. Dzięki QNodeOS robimy wielki krok naprzód. Dzięki temu po raz pierwszy stało się możliwe łatwe programowanie i wykonywanie aplikacji działających w sieciach kwantowych, mówi profesor Stephanie Wehner, która stała na czele grupy badawczej. Nasze prace otwierają też całkowicie nowe pola w badaniach nad komputerami kwantowymi, dodaje.
Tym, co pozwoliło na rozpowszechnienie się klasycznych komputerów była możliwość łatwego tworzenia oprogramowania. I właśnie to umożliwia QNodeOS. System jest podobny do oprogramowania, która mamy w domu. Dzięki niemu nie musimy wiedzieć, jak działa sprzęt, by go używać, dodaje Mariagrazia Iuliano, doktorantka w QuTech.
QNodeOS pozwala na programowanie aplikacji wysokiego poziomu, podobnie jak programowane są obecnie aplikacje dla Windows czy Androida. W przeciwieństwie do dotychczasowych systemów dla komputerów kwantowych, programista nie musi brać pod uwagę specyfiki sprzętowej czy konfiguracji maszyny, na której ma działać jego program. Uruchamiając swój system na dwóch różnych procesorach badacze wykazali, że QNodeOS może współdziałać z różnymi typami sprzętu. Procesor bazujący na uwięzionych jonach działa zupełnie inaczej od procesorów wykorzystujących centra barwne (defekty krystaliczne) w diamentach. Mimo to wykazaliśmy, że nasz system pracuje na obu tych typach procesorów, cieszy się profesor Tracy Northup z Uniwersytetu w Innsbrucku.
Teraz twórcy nowego systemu pracują nad zapewnieniem wszystkim chętnym dostępu do odpowiedniego oprogramowania i sprzętu. Naukowcy chcą, między innymi, udostępnić QNodeOS na Quantum Network Explorer, pokazowej sieci kwantowej stworzonej prze QuTech. Dzięki temu chętni będą mogli eksperymentować z nowym systemem i tworzyć nań oprogramowanie.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Komputery kwantowe mają rozwiązywać problemy, z którymi nie radzą sobie komputery klasyczne. Maszyny, które udało się zbudować, bazują zwykle na superpozycji stanów elektronicznych, na przykład na dwóch różnych ładunkach. Problem w tym, że kubity elektromagnetyczne szybko ulegają dekoherencji, tracą swój stan kwantowy. Wówczas superpozycja ulega zniszczeniu i nie mamy już do czynienia z kubitem. To obecnie znacząco ogranicza możliwości komputerów kwantowych. Wkrótce jednak może się to zmienić, gdyż naukowcy z Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu stworzyli długo działający mechaniczny kubit.
Szwajcarski kubit to miniaturowa wersja membrany instrumentu perkusyjnego. Zachowuje się ona w sposób podobny do kota Schrödingera – jednocześnie wibruje i nie wibruje. Jest więc w superpozycji. Wykorzystanie mechanicznego kubitu mogłoby doprowadzić do powstania mechanicznych komputerów kwantowych, zdolnych do przeprowadzania długotrwałych, złożonych obliczeń.
Specjaliści, próbujący stworzyć mechaniczny kubit, mierzyli się z olbrzymim problemem związanym ze stanami energetycznymi. Standardowe kubity elektromagnetyczne zachowują się anharmonicznie, co oznacza, że pomiędzy ich stanami elektronicznymi istnienie nierównowaga energii i to właśnie czyni je użytecznymi kubitami. Z mechanicznymi rezonatorami, takimi jak wspomniana powyżej membrana, problem polega na tym, że są one harmoniczne. Poziomy energii pomiędzy wibracjami są równe, więc wykorzystanie ich jako kubitów jest niemożliwe. Zaproponowano więc rozwiązanie problemu, które miało polegać na połączeniu takiego mechanicznego oscylatora z najlepiej działającym elektromagnetycznym kubitem. Jednak czas działania takiej hybrydy uzależniony był od czasu dekoherencji kubita elektromagnetycznego. Całość nie sprawdzała się dobrze.
Naukowcy z Zurychu wpadli więc na inny pomysł. Ich kubit składa się z elementu piezoelektrycznego umieszczonego na szafirowej płytce – to część mechaniczna – połączonego z szafirowym anharmonicznym elementem.
Prototypowy układ osiąga czas koherencji rzędu 200 mikrosekund, działa więc 2-krotnie dłużej niż przeciętny kubit nadprzewodzący. Co prawda obecnie najlepsze kubity osiągają czas koherencji około 1 milisekundy, jest to więc około 5-krotnie dłużej niż mechaniczny kubit z Zurychu, ale mowa tutaj o wyjątkowych kubitach, nad którymi prace trwają od wielu lat.
Szwajcarscy naukowcy zapewniają, że eksperymentując z różnymi materiałami i architekturami będą w stanie znacząco wydłużyć czas koherencji ich kubitu.
Twórcy mechanicznego kubitu pracują teraz nad stworzeniem kwantowej bramki logicznej, odpowiednika bramek logicznych w tradycyjnych komputerach, za pomocą których przeprowadzane są obliczenia.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Podczas wykopalisk w położonym nad Dunajem mieście Riedlingen w południowych Niemczech, archeolodzy trafili na unikatową komorę grobową z wczesnego okresu celtyckiego. Komora znajdowała się wewnątrz dużego kurhanu o średnicy 65 metrów. Obecnie kurhan ma niemal 2 metry wysokości, jednak w przeszłości sięgał prawdopodobnie 6 metrów. Jego rozmiary wskazują, że należał do niewielkiej grupy zwanej kurhanami książęcymi. W latach 620–450 p.n.e. w takich kurhanach na terenie południowo-zachodnich Niemiec Celtowie chowali osoby o najwyższym statusie społecznym.
Nowo odkryta komora zachowała się w niemal idealnym stanie, mimo że minęło 2600 lat od jej zbudowania. Eksperci stwierdzili, że naukowe znaczenie odkrycia wykracza znacznie poza obszar, na którym komorę znaleziono. Tym bardziej, że współczesna technologia pozwoli na przeprowadzenie badań, jakie jeszcze niedawno były poza zasięgiem archeologii. Już zapowiedziano, że w ciągu najbliższych kilku lat komora zostanie wydobyta, zakonserwowana, a następnie zrekonstruowana i udostępniona zwiedzającym w muzeum.
Kurhan znajduje się około 7 kilometrów na północny-wschód od Heuneburga, zwanego najstarszym miastem na północ od Alp, jedno z najważniejszych stanowisk archeologicznych w Europie Środkowej. W pobliżu znajduje się też Bussen, inne ważne stanowisko archeologiczne z epok brązu i żelaza, zwane świętą górą górnej Szwabii.
Badania kurhanu rozpoczęły się w ubiegłym roku, gdy zdecydowano, że zagrożony przez działalność rolniczą zabytek należy poznać pod kątem chronologii i struktury. Archeolodzy byli niezwykle zaskoczeni, gdy 70 centymetrów pod powierzchnią gruntu trafili na zachowaną dębową komorę grobową. Ich zdumienie było tym większe, że zwykle zagrzebane w ziemi drewno może przetrwać zaledwie kilka dekad. Wcześniej w Niemczech znaleziono tylko jedną w pełni zachowaną celtycką komorę grobową. Została odkryta w 1890 roku w Villingen w Szwarcwaldzie. Znalezisko zostało wówczas jedynie częściowo udokumentowane i zachowane, nie wspominając już o różnicy z możliwościach badawczych wówczas i obecnie.
Komora z Riedlingen przetrwała w całości, z sufitem, podłogą i ścianami, dając specjalistom niepowtarzalną okazję do przeprowadzenia badań. Jest usytuowana na osi północ-południe, jej wymiary to 3,40x4,05 metra. Podłogę zbudowano z grubych świetnie zachowanych desek. Na środku dłuższych ścian znajdowała się belka podtrzymująca masywny sufit, który zawalił się pod ciężarem kurhanu. Udało się jednak określić, że wysokość ścian komory wynosiła około 1 metra. W rogach komory znajdowały się pale, które prawdopodobnie podtrzymywały całą konstrukcję. Sufit był potężny. Składał się z dwóch warstw bardzo grubych dębowych belek.
Świetnie zachowane drewno pozwoli na przeprowadzenie badań dendrochronologicznych, które powinny wskazać na dokładny rok pochówku. Ekspertom udało się już datować drewniane obiekty pozostawione przez budowniczych komory. Stwierdzili, że obiekt, który mógł być nieukończoną drewnianą łopatą, został wykonany z drzewa ściętego w 585 roku przed naszą erą.
Prawdopodobnie więc książęcy kurhan z Riedlingen został wybudowany w tym samym roku. Jest on więc o 2 lata starszy od grobu w Bettelbühl, w którym w 583 roku p.n.e. spoczęła celtycka księżniczka. Obie daty są zaś bardzo bliskie przebudowie Heuenburga, podczas której wykorzystano cegły suszone na słońcu.
Naukowcy przypuszczają, że wyjątkowo masywny, ciężki sufit miał chronić komorę grobową przed rabusiami. To tym bardziej prawdopodobne, że niemal wszystkie książęce groby z tego okresu zostały okradzione już w starożytności. Niestety, tak też stało się w Riedlingen. Archeolodzy odkryli wykopane przez złodziei dwa tunele prowadzące do południowo-wschodniego narożnika komory. Rabusie przebili się przez sufit i weszli do komory otworem o wymiarach 40x45 cm. Rabunek, do którego musiało dojść gdy jeszcze możliwe było swobodne poruszanie się w komorze, został dokonany bardzo systematycznie. Na zbadanych dotychczas fragmentach podłogi archeolodzy nie znaleźli żadnych dóbr wykonanych z metalu czy jakiegokolwiek cennego materiału. Wciąż jednak nie zbadano całej podłogi, jest więc nadzieja, że złodzieje coś przeoczyli.
W jednym z tuneli wykopanych przez rabusiów znaleziono ozdobne gwoździe z brązu. Prawdopodobnie pochodzą one z ozdobnego wozu, na którym złożona była zmarła osoba, a ich obecność potwierdza, że grób był bogato wyposażony.
Dotychczas wydobyto też kilkanaście fragmentów szkieletu. Wstępne badania sugerują, że prawdopodobnie należą one do mężczyzny zmarłego w wieku 15–20 lat, którego wzrost określono na 160–168 cm.
Ponadto zaraz pod powierzchnią gruntu, blisko krawędzi kurhanu, znaleziono częściowo zachowany szkielet mężczyzny zmarłego w wieku 25–35 lat. Odkryto przy nim dwie broszki z brązu i niewielki kawałek kwarcu. Być może stanowiły one część naszyjnika. Pochówek ten datowany jest na około 500 r. p.n.e. Mężczyznę pogrzebano więc w istniejącym wcześniej kurhanie. Kilka metrów dalej, wciąż w obrębie kurhanu, archeolodzy znaleźli niewielką jamę, a w niej dwa ceramiczne naczynia ze skremowanymi szczątkami. Pochodzą one z około 600 roku, pochówku dokonano albo na krótko przed wybudowaniem kurhanu, albo w czasie jego budowy.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.