Vorbeifahrenden Quantum Geheimnisse: Die nächste Stufe über Quanten-Computing

Quanten-Fertigung

Das auf atomarer Skala aufgenommene Bild zeigt einen Querschnitt durch einen potenziellen Kandidaten für die Bausteine eines Quantencomputers, ein Halbleiter-Nano-Ring. Elektronen gefangen in diese Ringe weisen die seltsamen Eigenschaften der Quantenmechanik, und Halbleiter-Fertigungsprozesse sind bereit, um diese Elemente erforderlich, einen Quantencomputer zu bauen zu integrieren. Während wir in der Lage, einen Quantencomputer mit Strukturen wie diese zu bauen, gibt es nach wie vor erhebliche Herausforderungen beteiligt.

In einem klassischen Computer-Prozessor eine riesige Anzahl von Transistoren miteinander bedingt und vorhersehbar. Aber Quantenverhalten ist sehr zerbrechlich; Beispielsweise ändert unter Quantenphysik sogar Messung den Zustand des Systems wie prüfen, ob der Schalter ein- oder ausgeschaltet ist, tatsächlich was zu beobachten ist. Es ist äußerst schwierig, ein Orchester von Quantensystemen Nutzleistung zu produzieren, die leicht durch konnte nicht von einem klassischen Computer verarbeitet.

Aber es große Investitionen wurden: die britische Regierung kündigte £270m Finanzierung Quantentechnologien in 2014 zum Beispiel, und wie Google, NASA und Lockheed Martin arbeiten auch im Feld. Es ist schwierig, vorherzusagen, das Tempo des Fortschritts, aber ein nützliche Quantencomputer könnte zehn Jahre entfernt werden.

Quantum Geheimnisse

Leider ist das Konzept von Quantum Geld, sehr unpraktisch, aber die gleiche Idee zur Kommunikation erfolgreich erweitert. Die Idee ist einfach: der Akt der Messposition Quantum Super-Staaten ändert, was Sie versuchen zu messen, so ist es möglich, ein Lauscher, die solche Messungen nachzuweisen. Mit dem richtigen Protokoll, z. B. BB84 ist es möglich, privat, mit, dass Privatsphäre garantiert durch die Grundgesetze der Physik zu kommunizieren.

Quanten-Kommunikations-Systeme sind heute käuflich von Firmen wie Toshiba und ID Quantique. Während die Durchführung klobig und teuer ist werden nun es mehr gestrafft und miniaturisiert, genauso wie Transistoren in den letzten 60 Jahren miniaturisiert haben.

Verbesserungen der nanoskaligen Fertigungstechniken werden die Entwicklung von Quanten-basierten Technologien erheblich beschleunigen. Und während nützlich Quanten-computing noch irgendwie ausgeschaltet zu sein scheint, seine Zukunft ist sehr spannend.

Robert Young, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Dozent, Lancaster University

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