בעיית המחשבים הקוונטים נפתרה. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

פתר את בעיית המחשבים הקוונטים

14.03.2015

חוקרים מ-Google Corporation, יחד עם עמיתים מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה, מצאו פתרון לאחת הבעיות המונעות את הופעת מחשבים קוונטיים, מדווח Wired.

במערכות מחשוב מודרניות, כל פעולות הנתונים הפשוטות נבדקות לאיתור שגיאות. הליך זה מאפשר לך להימנע מההשלכות של השפעות חיצוניות על המערכת ולוודא שהתוצאה הסופית נכונה.

אבל אם קל לבצע בדיקה כזו במחשב מודרני או בשרת, במערכת קוונטית זה בלתי אפשרי בשיטות סטנדרטיות, מכיוון שההליך של מדידת קיוביט (האלמנט הקטן ביותר לאחסון מידע) ישנה את מצבו. עצמו יגרום לשגיאה.

כדי להימנע משינוי מצב הקיוביט במהלך מדידת מצבו, הוסיפו החוקרים קיוביטים נוספים למערכת הקוונטית - ארבעה עבור חמשת הקיימים. ארבעת הקיוביטים הללו מבצעים רק פונקציה אחת - הם בודקים את המצב של יחידות אחרות של אחסון מידע. הם עושים את זה בצורה כזו שהמצב של חמשת הקיוביטים העיקריים לא משתנה.

עם זאת, פתרון כזה מוביל למורכבות נוספת, אמר דניאל גוטסמן, מומחה למכניקת קוונטים במכון היקפי לפיזיקה תיאורטית בקנדה. הוא מפנה את תשומת הלב במיוחד לעובדה שבדיקת שגיאות במערכת קוונטית תדרוש כמות משמעותית של אנרגיה חשמלית - בנוסף לסכומים הנכבדים ממילא שהמחשב הקוונטי עצמו יצרוך.

מעבד קוונטי עם חמישה קיוביטים וארבעה קיוביטים לבדיקת שגיאות
עם זאת, ללא אימות, מערכת קוונטית תהיה חסרת משמעות, אומרים החוקרים. "כדי ליצור מחשב קוונטי מעשי, אתה צריך לפתור את הבעיה של שינוי אקראי במצב הקיוביטים, אין לעקוף את זה", אמר אוסטין פאולר, אחד ממשתתפי הפרויקט, מהנדס אלקטרוניקה קוונטית מגוגל.

מחשב קוונטי מבוסס על מושג כזה במכניקת הקוונטים כמו סופרפוזיציה, מסבירים המדענים. סופרפוזיציה היא תופעה שבה עצם פיזיקלי, כמו אטום או אלקטרון (שמחשב קוונטי משתמש בו כדי לאחסן מידע), נמצא בו זמנית בכמה מצבים חלופיים מנקודת המבט של המכניקה הקלאסית. "מדענים מאמינים שמחשבים המבוססים על היבט זה של מכניקת הקוונטים, יעבוד בעתיד מיליוני פעמים מהר יותר מהמחשבים של היום.

בספטמבר 2014 הודיעה גוגל על כוונתה לפתח, לייצר ולבדוק באופן עצמאי מעבדים למערכות קוונטיות. לשם כך הזמין התאגיד צוות של מדענים בראשות ג'ון מרטינז (ג'ון מרטניס) מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה. קבוצה זו באפריל 2014 פיתחה את אב הטיפוס הפשוט ביותר של מעבד קוונטי המסוגל להפעיל חמישה קיוביטים ברמה גבוהה של אמינות. הישגם של המדענים זכה לפרסום נרחב בעיתונות המדעית, כולל כתב העת הפופולרי Nature, וראש הצוות קיבל את פרס פריץ לונדון, המוענק על תרומה יוצאת דופן לתחום הפיזיקה של הטמפרטורה הנמוכה.

<< חזרה: Microchip LoRa RN2483 IoT אלחוטי מודול 14.03.2015

>> קדימה: מכשיר Feelreal ישלים קסדות VR עם מחולל ריחות 13.03.2015

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

גורם סיכון מרכזי להתמכרות להימורים 07.05.2024

משחקי מחשב הופכים לצורת בידור פופולרית יותר בקרב בני נוער, אך הסיכון הקשור להתמכרות למשחקים נותר בעיה משמעותית. מדענים אמריקאים ערכו מחקר כדי לקבוע את הגורמים העיקריים התורמים להתמכרות זו ולהציע המלצות למניעתה. במהלך שש שנים, עקבו אחר 385 בני נוער כדי לגלות אילו גורמים עלולים לגרום להם להתמכרות להימורים. התוצאות הראו ש-90% ממשתתפי המחקר לא היו בסיכון להתמכרות, בעוד ש-10% הפכו למכורים להימורים. התברר שהגורם המרכזי להופעת התמכרות להימורים הוא רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית. בני נוער עם רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית אינם מגלים עניין בעזרה ובתמיכה של אחרים, מה שעלול להוביל לאובדן הקשר עם העולם האמיתי ולהעמקת התלות במציאות מדומה שמציעים משחקי מחשב. בהתבסס על תוצאות אלה, מדענים ... >>

רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים 06.05.2024

הצלילים שמקיפים אותנו בערים מודרניות הופכים נוקבים יותר ויותר. עם זאת, מעטים האנשים שחושבים כיצד הרעש הזה משפיע על עולם החי, במיוחד יצורים עדינים כמו אפרוחים שעדיין לא בקעו מהביצים שלהם. מחקרים עדכניים שופכים אור על נושא זה, ומצביעים על השלכות חמורות על התפתחותם והישרדותם. מדענים מצאו שחשיפה של אפרוחי יהלום זברה לרעש תנועה עלולה לגרום להפרעה חמורה בהתפתחותם. ניסויים הראו שזיהום רעש יכול לעכב באופן משמעותי את בקיעתם, ואותם אפרוחים שצצים מתמודדים עם מספר בעיות מקדמות בריאות. החוקרים מצאו גם שההשפעות השליליות של זיהום הרעש משתרעות על הציפורים הבוגרות. סיכויי רבייה מופחתים וירידה בפוריות מעידים על ההשפעות ארוכות הטווח שיש לרעש התנועה על חיות הבר. תוצאות המחקר מדגישות את הצורך ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

זיכרונות טובים מנצחים דיכאון 28.06.2015

אין ספק, רבים ברגעים הקשים של החיים שמעו עצות לזכור או לחשוב על משהו טוב כדי להפיג געגוע. ובוודאי רבים, בעקבות העצה הזו, הרגישו שהדיכאון באמת נעלם. איך ולמה זה קורה, הצליחו לגלות חוקרים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס בראשות סוזומי טונגאווה (Tonegawa Susumu).

מעבדת Tonegawa חוקרת את המנגנונים המולקולריים והתאיים של הזיכרון במשך שנים רבות, והתוצאות כאן היו יוצאות דופן באמת. לאחרונה, כתבנו שטונאגאווה, יחד עם עמיתים, הצליחו לשחזר זיכרונות אבודים, אולם עד כה רק בעכברים. בין שאר הישגי המעבדה, ניתן להיזכר בניסויים על הכנסת זיכרון כוזב ועל שינוי הסימן הרגשי של זיכרונות כאשר זיכרון רע הופך לטוב.

מניפולציה של זיכרון התאפשרה בשל העובדה שמדעי המוח למדו לעבוד עם תאי אנגרם, המשמשים כמעין "מפתח" ליחידות המידע המאוחסנות במוח. יתרה מכך, הצוות של טונגאווה למד להבחין אילו תאים אחראים לאילו זיכרונות. בעבודתם האחרונה, שפורסמה ב-Nature, הם סידרו לעכברים זכרים דייט עם נקבה - זיכרונות של תקופה טובה נשמרו בזיכרון של החיות, ואז החוקרים יכלו להפעיל את התאים המתאימים ש"הפעילו" את אלה זיכרונות. (לתאים סופקו פוטופרוטאין שפתח את תעלות היונים וגרם לנוירון ליצור דופק, בעוד שאור נשלח למוח העכבר דרך סיב אופטי).

לאחר מכן החיות היו נתונים ללחץ ממושך, שהוביל בסופו של דבר לדיכאון. כמובן שאפשר לומר שדיכאון אנושי אינו דומה לדיכאון של בעלי חיים, אבל רבים מהתסמינים של מצבי דיכאון אצלנו ואצל בעלי חיים דומים: למשל, פרט מדוכא, ברגע שהוא נמצא במצב קשה, מוותר מהר ואינו יכול ליהנות מה שהביא פעם שמחה. זה בדיוק מה שהעכברים הפכו לאחר לחץ ארוך - אבל אם הם הפעילו את התאים האחראים לזיכרונות טובים, אז הדיכאון נעלם בנס, והחיות התנהגו כאילו שום דבר רע לא קרה להם לאחרונה.

בהתחלה, הדיכאון נסוג רק כל עוד ההפעלה המלאכותית נמשכה, אבל אם הנוירונים הופעלו באופן קבוע במשך חמישה ימים (פעמיים ביום למשך 15 דקות), אז הדיכאון נעלם כליל. לדברי המחברים, הניצחון הסופי על דיכאון הצריך הופעת נוירונים חדשים ב-gyrus השיניים של ההיפוקמפוס. מצב הרוח של בעלי חיים השתפר כאשר השתפרו המעגלים המחברים בין תאי האנגרמה בהיפוקמפוס, האמיגדלה, המשמשת כמרכז ליצירת רגשות, וגרעין האקומבנס, המכונה לעתים קרובות מרכז ההנאה. ברור שדרושים נוירונים חדשים כדי לשמור על מעגל נוגד דיכאון זה פעיל.

אבל אולי אפשר לתקן את מצב הרוח הרע של העכברים פשוט על ידי מתן רשמים נעימים רעננים? כפי שכבר אמרנו, בדיכאון אי אפשר להנות מכלום, וגם אם העכבר נהנה, מצבו לא השתפר בהרבה. זיכרונות עבר נעים התבררו כיעילים ביותר. כלומר, לתקוף עצב ומלנכוליה "בחוץ", בעזרת רשמים חדשים "מגוונים וחיוביים", בגדול, אין טעם – דיכאון פשוט לא יאפשר להם להשתרש במוח והם ייעלמו ללא זכר. זיכרונות, לעומת זאת, יסייעו לשחזר את עבודתם של מבנים עצביים, שבזכותם אנו בדרך כלל נהנים מהחיים.

נתונים חדשים אישרו את נכונותן של אותן שיטות פסיכותרפויטיות המנסות להחזיר את השמחה למטופלים בעזרת טיולים עמוקים לעבר. הבעיה היא שהדיכאון עצמו מונע מאיתנו לחשוב על משהו טוב שקרה לנו פעם. אותו טריק אופטוגנטי עם גירוי מלאכותי של זיכרונות נעימים עם אדם לא יעבוד, ולכן נותר לקוות לסוג של אמצעי כימי שיוכל לממש חווית חיים חיובית. עם זאת, כאן יהיה צורך לפתור את בעיית הגירוי הספציפי של המעגלים העצביים הדרושים, וזו עדיין הדרך הקלה ביותר להשיג בעזרת אלקטרודות המושתלות ישירות במוח.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר