kuantum memristor: belleğe dayalı bir aritmetik birimi

Kuantum hesaplama, son birkaç yılda sıçramalar ve sınırlarla ortaya çıktı. Aslında IBM, Microsoft ve Google gibi büyük teknoloji şirketleri ilgi göstermeye başlayınca izlenmeyi bıraktılar. Bununla birlikte, kuantum hesaplamanın temel unsurları üzerinde araştırmalar devam ediyor ve benim için ticari laboratuvarların mühendislik başarılarından (ki bunlar hala kesinlikle gerekli) daha ilginç.

İlgi alanlarım doğrultusunda, bir grup araştırmacı yakın zamanda ilk kuantum memristörü gösterdi. Bu, çok sayıda kuantum bağlantısı olmadan kuantum hesaplama alanına bir tür yüksek verimli sinir ağı getirmek için çok önemli bir adım olabilir.

Memristörler ve Kuantum Toplama

Memristor kavramının geçmişi 1970’lere kadar uzanıyor, ancak uzun süre çamaşır makinesinin altındaki bir çorap gibi kaldı: unutuldu ve kaçırılmadı. Temel fikir, memristörden akan akımın sadece terminallere uygulanan gerilime değil, aynı zamanda Tarih uygulanan voltajın Memristörlerin fiziksel uygulamaları, enerji tasarruflu bellek yapmak için kullanılabildiklerinden, düşük güçlü bilgi işlem için büyük umut vaat ediyor.

Bir kuantum memristor, kuantum bilgisi ışığında bakıldığında biraz daha karmaşıktır. Kuantum durumunda tek bir kuantum bilgisini depolayan bir kübit, mutlaka iyi tanımlanmış bir bit değerine sahip değildir. Rasyonel bir sayının bir veya rasyonel sıfır olması yerine, kuantum süperpozisyon durumunda olabilir. Bir kübitin değeri yalnızca onu ölçtüğümüzde bilinir – ölçüm her zaman ya bir ya da sıfır gösterir. bu Muhtemelen Mantıksal bir (veya sıfır) elde etmek, kuantum süperpozisyonunun özellikleri tarafından yönetilir.

Bir kuantum bilgisayarın görevi, sonuçların okunabilmesi için diğer kuantum süperpozisyon durumları ile etkileşimler yoluyla bu olasılıkları nazikçe değiştirmektir.

Şimdi, bu şemada bir memristör düşünün. Memristör, kübitin kuantum durumunu aşağıdakilere dayalı olarak değiştirmelidir: değer önceki kübitlerden. Bu iki anlama gelir. İlk olarak, memristor, kübitin kuantum özelliklerini korumalıdır (aksi takdirde başka bir işlem gerçekleştirilemez). İkincisi, dahili durumunu belirlemek için memristor, özelliklerini silen kübitleri ölçmelidir. Bir anlamda bu, mükemmel bir kuantum memristörün var olamayacağı anlamına gelir (referans olarak, klasik bir memristor fikrine kızan iki teorisyen vardır, dolayısıyla bu yeni bir alan değildir).

Farkı ayır

Bu tutarsızlık araştırmacıları yıldırmadı, yine de bir kuantum memristörü oluşturabildiler. Fikrin özüyle başlayalım. Kusurlu bir aynanız olduğunu hayal edin. Aynayı tek bir ışık fotonu ile hedeflerseniz, foton ya aynadan yansıyacak ya da aynanın ne kadar iyi yansıttığına bağlı olarak iletilecektir. Diyelim ki gönderilen fotonları sayıyorsunuz ve bu sayıyı aynanın yansımasını değiştirmek için kullanıyorsunuz. Bu, etkili bir şekilde bir memristör yaratır – ancak bir kuantum memristörü oluşturmaz.

Niceliksel mutluluk eklemek için, deneyimi biraz değiştirmeliyiz. Işık kaynağını, tek bir foton içeren veya hiç foton içermeyen (tek bir fotonun veya sıfırın bir süperpozisyon durumu) ışınlar gönderen bir kaynakla değiştiriyoruz. Aynadan yansıyan ışınlar süperpozisyon durumlarını korur ve gelecek hesaplamalar için kullanılabilir, gönderilen ışınlar ise aynanın yansımasını modüle etmek için ölçülür. Artık tam bir kuantum belleğimiz var: Ayna tarafından gelecekteki bir kübit yansıması olasılığı şu şekilde modüle edilir: Aktarım Qubit ülkesi.

Bunu pratikte uygulamak biraz daha karmaşık ve araştırmacılar sadece foton sayısından daha farklı foton özellikleri kullandılar. Ancak davranış (ve matematiksel model) aynıdır ve kuantum meristör beklendiği gibi çalıştı.

READ  Samsung Jet Bot Plus Kendi Kendini Temizleyen Robot Elektrikli Süpürge Bugün Yarı Kapalı

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.