Categorie archieven: kwantumcomputer

Pc net zo goed als ‘kwantumcomputer’

Geplaatst op door
Beantwoorden
Matthias Troyer (ETHZ)

Matthias Troyer (ETHZ)

Het blijft martelen met de computers van het Canadese bedrijf D-Wave Systems. Het bedrijf beweert dat het een kwantumcomputer is, maar er is brede twijfel. Desondanks hebben, onder meer, Google en de NASA een D-Wave-2 gekocht. Vorig jaar zou uit een proef gebleken zijn dat de D-Wave-2, met 500 kwantumbits, 3600 keer sneller was dan een bureaucomputer. Dat was een heel fout experiment uitgevoerd door Catherine McGeoch, adviseur van D-Wave. Nu heeft Matthias Troyer van ETH in Zürich de proef wat beter uitgevoerd, waarbij de klassieke machine op een geoptimaliseerd algoritme draaide. Resultaat: er was niets te bekennen van de superioriteit van de ‘kwantumcomputer’. Google maakt zich er niet druk om. Google gebruikt de machine voor andere dingen, zoals het oplossen van de vraag hoe je oogwenken vastlegt. Lees verder →

Klassieke drager kan verstrengeling veroorzaken

Geplaatst op door
Beantwoorden
Niet verstrengelde verstrengeling

Uitwisseling van kwantumtoestanden tussen A en B zonder verstrengeling

Kwantum-verstrengeling tussen een zender en een ontvanger, laten we ze Jan en Truus noemen, is mogelijk via een niet-verstrengelde klassieke informatiedrager, zo hebben drie onderzoeks-groepen onafhanklijk van elkaar vastgesteld. Dat had de fysicus met de in dit verband opmerkelijke naam Toby Cubitt, destijds werkzaam bij het Duitse Max Planck-instituut voor kwantumoptica, al in 2003 voorspeld. Kwantumverstrengeling is een manier om als geheim of privaat bedoelde communicatie ook daadwerkelijk geheim of privaat te houden en geldt als ‘onbreekbaar’.

Lees verder →

Kleurstof als voor kwantumcomputers

Geplaatst op door
Beantwoorden

Zeer regelmatig wordt de kwantumcomputer als de grote alleskunner van de toekomst gepresenteerd, maar er zijn nog wat probleempjes op te lossen. Decoherentie, bijvoorbeeld, is zo’n probleempje, zeg maar instabiliteit. Je hebt natuurlijk niks aan zo’n prachtige alleskunner, als ie constant zijn informatie kwijt is. Het lijkt er op, maar ik zeg dat met veel slagen om de arm, dat onderzoekers van het Londense centrum voor nanotechnologie ((LCN) daar een oplossing voor hebben gevonden in de vorm van de kleurstof koperftalocyanine. Het lijkt mogelijk met behulp van die kleurstof stabiel informatie op te slaan in de vorm van kwantumbits, zo schrijven ze in een artikel in het wetenschapsblad Nature.  Lees verder →

IBM bouwt zeta-computer met ‘elektronisch bloed’

Geplaatst op door
Beantwoorden
'Bloedcomputer'

Naast een gecombineerd koeling/energietoevoersysteem mbv een elektrolyt is de derde dimensie wezenlijk voor de ‘bloedcomputer’ van IBM (foto: IBM)

Het Amerikaanse bedrijf IBM is bezig met de ontwikkeling van een computer die is gebaseerd op de werking van de hersens (zoals wij denken dat die werken) en wordt aangedreven door ‘elektronisch bloed’, zoals het bedrijf het noemt. Een prototype is getest in het  IBM-lab in Zürich. Het idee is dat computers met bewerkingssnelheden in de orde van de petaflops (tien tot de 15de bewerkingen per seconden) met deze techniek op ons bureau zullen komen te staan. Dat duur overigens nog wel tot 2060, is de verwachting van IBM. Die snelheden zijn nu alleen nog maar weggelegd voor supercomputers. De Chinese Tianhe-2, kampioen supercomputer van 2013, heeft een snelheid van 33,9 petaflops. Bij de ‘bloedcomputer’ in de superklasse denkt IBM aan zetaflops (zeta is een 10 met 21 nullen). Lees verder →

Kwantumwereld nog ‘gestoorder’ dan gedacht

Geplaatst op door
Beantwoorden
Hans Bethe (1996)

Hans Bethe in 1996. Hij voorspelde in 1931 al het gedrag van ‘verstoorde’ atomen (foto: Cornell-universiteit)

Kwantummechanica zal niet ophouden mij  te verbazen (en ik ben niet de enige). Ik geloof dat het de grote Deen Niels Bohr was die zei dat iemand die zei de kwantumwereld te begrijpen er niks van begrepen had. In het wetenschapsblad Nature staan twee artikelen, een van Amerikaanse en een van Europese origine, die weer nieuw ontdekte capriolen in de toch al vreemde kwantumwereld blootleggen: fotonen die elkaar aantrekken (het Amerikaanse onderzoek) en atomen die paarsgewijs ‘omkieperen’. Dan beginnen meteen de oogjes te glinsteren van de lieden die zich bezig houden met de ontwikkeling van de kwantumcomputer: weer wat ‘handgreepjes’ om met behulp van die malle kwantumwereld te rekenen en moeilijke problemen op te lossen.
Lees verder →

D-wave slaagt voor wiskundetentamen, maar …?

Geplaatst op door
Beantwoorden
De D-Wave-computer

Het hart van het Ding met de 512-kwantumbitschip (foto: D-Wave Systems)

Je zou kunnen zeggen dat het de knapste leerling van de school of misschien toch wel het hele land is, maar komt dat niet doordat hij vals speelt? Hoe hij het flikt mag Joost weten, maar hij flikt het. Is het nu een kwantumcomputer, dat ding van het Canadese bedrijf D-Wave Systems of is het listige nep? De beste leerling van het land (wereld?) heeft weer een kunstje geflikt. Hij schijnt het moeilijk te kraken Ramsey-probleem tot een goed einde te hebben gebracht: hoeveel mensen moet je op een feestje uitnodigen om er zeker van te zijn dat een subset daarvan elkaar wel kennen en een andere niet? De ‘oplossing’ van dit ‘feestprobleem‘, de Ramsey-getallen wordt met groeiend aantal feestgangers steeds lastiger te berekenen, is bewonderenswaardig, maar het Ding heeft geen nog onbekende Ramseygetallen berekend. Dat komt met de derde generatie, verwacht in 2015. Lees verder →

Elektrisch regelbare kwantumbits gemaakt

Geplaatst op door
Beantwoorden

Kwantumpunt-triplet

Een chip van galliumarsenide met een elektrisch stuurbaar kwantumpunt, bestaand uit drie kwantumbits (onder). De grote rode punt is de uitleessensor (foto: onderzoekscentrum Jülich)


Er wordt veel beloofd als het over de kwantumcomputer gaat. Die wordt vaak als razendsnelle alleskunner gepresenteerd , maar is dat niet. Bovendien moet nog maar eens duidelijk worden hoe zo’n rekentuig in de gewonemensenwereld functioneren kan, want de kwantumwereld heeft kuren waar wij, aardlingen, niet goed mee kunnen omgaan. Zoals bekend (mag worden verondersteld) werkt de ‘normale’ computer met enen en nullen, de transistoren op een chip die aan (1) of uit (0) kunnen staan. Een kwantumcomputer werkt met kwantumbits, waarvan je niet weet welke kwantumpositie die hebben (dan komt vaak de kat van Schrödinger langs). De grote vraag is nog steeds hoe je die ongrijpbare kwantumdingetjes (het is allemaal erg nano) in de greep kunt houden om er uiteindelijk iets nuttigs mee te kunnen doen.
Die kwantumbits kun je op verschillende manieren realiseren. Een van die technieken om een kwantumbit te maken is het kwantumpunt, een soort potentiaalput voor, bijvoorbeeld, elektronen. Met die kwantumbits moet je kunnen rekenen en dus manipuleren. Met een enkel kwantumpunt is dat lastig, maar met een triplet (drie kwantumpunten, dus) zou dat allemaal veel makkelijker zijn was een voorspelling. Aan het onderzoekscentrum Jülich (Duitsland) is zo’n triplet gemaakt, waarmee het gelijk van de voorspelling zou zijn bewezen. Nou maar eens eindelijk een echte kwantumcomputer bouwen. De ontwikkeling begint een beetje op die van kernfusie te lijken: al jaren is de voorspelling dat we die over 50 jaar in de praktijk kunnen verwachten.

Bron: Alpha Galileo

Gegevens over 6 mm geteleporteerd

Geplaatst op door
Beantwoorden
Teleportatie

Een mier op de supergeleidende schakeling (foto ETH)

Onderzoekers van de Zwitserse hogeschool ETH te Zürich, zouden voor het eerst informatie in een vastestofsysteem (namelijk een computerchip) hebben geteleporteerd. Teleportatie is een verschijnsel waarbij zaken (niet per se materie) worden verplaatst, zonder dat die de tussenliggende ruimte hoeven te doorkruisen. Het bleek mogelijk informatie op een chip over 6 mm te verplaatsen, zonder dat er een fysieke verbinding tussen beide locaties (de zender en de ontvanger) was. Bij deze ‘verplaatsingsloze’ overdracht speelt het mysterieuze begrip verstrengeling een wezenlijke rol, een verschijnsel waarbij een deeltje (dat is, bijvoorbeeld, een elektron of een proton) op afstand de kwantumtoestand van een ander (zelfde) deeltje ‘aanvoelt’.
Normaal wordt informatie overgedragen door elektromagnetische pulsen, maar in dit geval wordt de informatiedrager (de pulsen in de ‘klassieke’ telecommunicatie) niet zelf verplaatst, maar alleen de informatie, legt onderzoeker Andreas Wallraff uit. Die verstrengeling tussen twee deeltjes moet eerst tot stand worden gebracht, waarna beide deeltjes kunnen worden gescheiden.
De verplaatsing van 6 mm lijkt weinig in vergelijking met andere soortgelijke experimenten. Zo teleporteerden Australische onderzoekers bijna een jaar geleden informatie over meer dan 140 km tussen de Canarische eilanden La Palma en Tenerife. Het ETH-experiment zou fundamenteel anders zijn dan het Australische. De Australiërs gebruikten zichtbaar licht en een optische systeem voor hun proeven, de Zwitsers supergeleidende geïntegreerde schakelingen. “Dat is interessant”, zegt Wallraff, “omdat die schakelingen een belangrijk onderdeel zullen vormen van een toekomstige kwantumcomputer.” Daarbij is de verbinding die de ETH-onderzoekers gebruikten uiterst snel: 10 000 kwantumbits/s (een kwantumbit is een eenheid kwantuminformatie).
Het is nu de bedoeling van de onderzoekers de afstand tussen zender en ontvanger op te voeren. Op termijn zouden die afstanden moeten lijken op die zoals bereikt met licht. In vergelijking met het huidige datatransport is de informatiedichtheid bij teleportatie veel groter, al was het alleen maar doordat kwantumbits meer informatie bevatten dan de ‘klassieke’ bits.

Bron: Eurekalert

Licht komt tot stilstand

Geplaatst op door
Beantwoorden
George HGeorge Heinze (uni. van Darmstadt)

George Heinze (univ. van Darmstadt)

Licht is het snelste ‘medium’ op aarde, maar onderzoekers van de universiteit van Darmstadt zijn er in geslaagd licht een minuut lang tot stilstand te brengen. In normale doen legt licht in die tijd een afstand van 18 miljoen km af. De onderzoekers beschrijven hun prestatie in het wetenschapsblad Physical Review Letters. In 1999 waren onderzoekers er al in geslaagd om de lichtsnelheid van 300 miljoen m/s (in vacuüm) terug te brengen tot 17 m/s. Twee jaar later lukte het om licht een fractie van een seconde stil te zetten. Het oude record eerder dit jaar gevestigd stond op 16 seconde waarbij de hulp van koude atomen werd gebruikt.
Om het nieuwe record te vestigen hebben George Heinze en zijn medewerkers van de Duitse universiteit  laserlicht losgelaten op een kristal, waardoor de atomen in een superpositie van twee kwantumtoestanden terechtkwamen. Daardoor werd het aanvankelijk opake kristal in een klein frekwentiegebied doorzichtig. Een tweede laserstraal werd gebruikt om de eerste uit te schakelen en daarmee het ‘doorzichtigheidsvenster’ te sluiten. De opsluittijd van het licht gevangen in het kristal is afhankelijk van de superpositie van het bestraalde opake kristal. Die tijd wordt verlengd door een magnetisch veld, maar dat geeft weer problemen met de lasers. Toch zijn de onderzoekers er in geslaagd om met een ‘mix’ van laserlicht en magneetvelden het licht een minuut lang vast te houden.
Ze gebruikten de ‘val’ (lichtval had ik willen zeggen, maar dat woord heeft al een andere betekenis) ook om een plaatje met 3 strepen op te slaan. Heinze: “We hebben aangetoond dat je complexe informatie in de lichtstraal kunt opslaan.”
Tienden van seconden zijn nodig voor een kwantumherhaler, die een lichtstraal stopt en weer verstuurd en die gebruikt wordt voor de beveiliging van een verbinding over lange afstanden. Volgens Heinze is het mogelijk licht nog langer op te slaan met andere kristallen.

Bron: New Scientist

Google koopt met NASA kwantum(?)computer

Geplaatst op door
Beantwoorden

De kwantum(?)computer van D-Wave Google gaat samen met de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA een computer kopen van D-Wave Systems. Het bedrijf, gevestigd in het Canadese Burnaby, zegt de eerste te zijn die een functionele kwantumcomputer heeft gebouwd, maar er zijn nog steeds grote twijfels over of dat werkelijk zo is. De computer, die $ 10 miljoen (€ 8 miljoen; volgens de BBC $ 15 miljoen) zou kosten, zou geen kwantumcomputer zijn, maar bepaalde aspecten uit de kwantummechanica gebruiken. Recent onderzoek zou hebben aangetoond dat het apparaat van D-Wave wel degelijk een kwantumcomputer is.
Google wil de computer (de D-WaveTwo; Lockeed Martin kocht eerder de One), die bij de NASA komt te staan, voor met name machineleren gebruiken. Dat komt te pas bij patroonherkenning, maar ook bij kunstmatige intelligentie. Voor dat soort klusjes zijn kwantumcomputers bij uitstek geschikt. De NASA zal de computer gebruiken voor het oplossen van plannings- en roosterproblemen. Onlangs toonde vergelijkend onderzoek aan dat de D-Wave bij bepaalde problemen de oplossing 3600 maal sneller vindt dat ‘gewone’ computers. Bij andere rekenklussen was er nauwelijks verschil.

Bronnen: BBC, New Scientist (foto BBC)