Linköpingin yliopiston tutkijat ovat osoittaneet kuinka kvanttitietokone todella toimii ja ovat onnistuneet simuloimaan kvanttitietokoneen ominaisuuksia klassisessa tietokoneessa. Professori Jan-Åke Larsson ja jatko-opiskelija Niklas Johansson ovat selvittäneet, mitä kvanttitietokoneessa tapahtuu ja miksi se on tehokkaampi kuin klassinen tietokone.
- Suurin ero on siinä, että kvanttitietokoneilla on kaksi vapausastetta jokaiselle bitille. Simuloimalla ylimääräistä vapausastetta klassisessa tietokoneessa voimme käyttää joitain algoritmeja samalla nopeudella kuin ne saavuttaisivat kvanttitietokoneessa, Jan-Åke Larsson toteaa.
He ovat rakentaneet QSL-simulointityökalun (Quantum Simulation Logic), jonka avulla he voivat simuloida kvanttitietokoneen toimintaa klassisessa tietokoneessa. Simulaatiotyökalu sisältää yhden ja vain yhden ominaisuuden, joka kvanttitietokoneella on, ja jota klassisella tietokoneella ei ole: yksi ylimääräinen vapausaste jokaiselle bitille, joka on osa laskentaa.
- Jokaisella bitillä on siis kaksi vapausastetta: sitä voidaan verrata mekaaniseen järjestelmään, jossa jokaisella osalla on kaksi vapausastetta - sijainti ja nopeus. Tässä tapauksessa käsittelemme laskentabittejä - jotka välittävät tietoa funktion tuloksesta ja vaihebittejä, jotka välittävät informaatiota funktion rakenteesta, Jan-Åke Larsson selvittää.
He ovat käyttäneet simulointityökalua tutkimaan joitain kvanttialgoritmeja, jotka hallitsevat funktion rakennetta. Useat algoritmeista toimivat simulaatiossa yhtä nopeasti kuin tekisivät kvanttitietokoneessa.
- Tulos osoittaa, että suurempi nopeus kvanttitietokoneissa johtuu niiden kyvystä tallentaa, käsitellä ja hakea informaatiota yhdellä ylimääräisellä informaatiota kuljettavalla vapausasteella. Tämä antaa meille mahdollisuuden ymmärtää paremmin, kuinka kvanttitietokoneet toimivat. Tämän tietämyksen pitäisi myös helpottaa kvanttitietokoneiden rakentamista, koska tiedämme, mikä ominaisuus on tärkein, jotta kvanttitietokone toimisi odotetusti, toteaa Jan-Åke Larsson.
Jan-Åke Larsson ja hänen työtoverinsa ovat myös täydentäneet teoreettisia simulaatioitaan elektronisista komponenteista rakennetulla fyysisellä laitteistolla. Portit ovat samanlaisia kuin kvanttitietokoneissa ja työkalusetti simuloi kvanttitietokoneen toimintaa.
Tutkijoiden perustaman Phase Space Computing -yhtiön välineillä esimerkiksi opiskelijat voivat simuloida ja ymmärtää kuinka kvanttisalaus ja kvanttiteleportaatio toimivat.
Veijo Hänninen
18.9.2019
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
