Квантовый компьютер как несбыточная мечта
Алдошкин Ю.Г. Новые пути в физике Квантовый компьютер как несбыточная мечта Кратко рассказан об эволюции ячейки памяти компьютера. Изложены принцип действия лампового триода как ячейки для хранения бита информации, а также принцип действия полупроводниковых приборов (транзистор). Для описания принципа действия электронных элементов в квантовом компьютере предлагается использовать квантовую механику. Так квантовая механика предлагается в качестве физической теории для создания квантовых компьютеров. Рассмотрим для примера как в квантовой механике описываются стационарные состояния электронов. Согласно квантовой механике, через волновую функцию выражается вероятность того, что электрон находится в окрестности точки пространства с координатами x,y,z. Уравнение Шрёдингера имеет решения при некоторых значениях параметра E. Эти значения называются собственными значениями энергии электрона. Им соответствуют собственные функции, определяющие стационарные состояния электрона. Так через решение уравнения Шрёдингера определяются уровни энергии электрона и соответствующие им стационарные состояния электрона. Уравнение Шрёдингера может приемлемо математически описывать (аппроксимировать) наблюдаемые результаты процессов в микромире для каких-то конкретных приложений. Но уравнение Шрёдингера не выражает фундаментальный физический закон поведения микрообъектов. Следовательно, квантовая механика не может служить физической теорией для разработки компьютеров нового поколения. В настоящее время нет никаких принципиально новых технических решений в вычислительной технике по сравнению с техническими решениями полупроводниковой электроники. Не изготовлена даже ячейка памяти нового типа, т. н. кубит. Электромагнитное взаимодействие заряженных частиц является дискретным, т. е. обладает свойством, необходимым для цифровой вычислительной техники. Это взаимодействие должно найти применение в элементной базе компьютера нового поколения. Рассмотрен принцип электромагнитного взаимодействия на примере электронов. Речь идет о естественном процессе в микромире заряженных частиц. Закон электромагнитного взаимодействия является фундаментальным законам физики. Необходимо исследовать возможность использования электромагнитного взаимодействия электронов в элементной базе компьютера нового поколения. Основные сведения об электродинамике заряженных частиц приведены в книге Алдошкина Ю.Г. «Электродинамика заряженных частиц». Рассмотрено применение атома как ячейка памяти 1) В атоме имеются неподвижные в невозбужденном состоянии электроны. По крайней мере, часть этих электронов участвует в образовании кристаллической решетки металла 2) В атоме имеются свободные электроны, которые могут перемещаться в пределах некоторых областей в электронной оболочке атома. Проблема внутриатомных сил обсуждается в видео «Силы в микромире». Атом превращается в элементарную ячейку для записи и хранения бита информации путем поляризации свообдных электронов. При этом реализуется предельна минимальная плотность записи информации – один атом на один бит информации. Рассмотрена цепочка атомов, расположенных на прямой, как в кристаллической решетке. Отметим принципиальную особенность цепочки атомов. Состояние поляризации атомов в цепочке является устойчивым, в отличие от состояния поляризации изолированного атома. Устойчивость обеспечивается электростатическим отталкиванием электронов в различный атомах. Цепочка атомов реализует составную статическую, энергонезависимую ячейку памяти. Принцип действия такой ячейки памяти основан на электростатическом эффекте. Изложены принципу запись и считывания информации для составной атомной ячейки памяти. Запись осуществляется через электромагнитное взаимодействие электронов. Реализуется поляризация нежного знака атомов ячейки памяти. Считывание выполняется с использованием контрольного электрона, наличие которого регистрирует фотоэлектронный умножитель. От изложенных принципов до промышленных технологических процессов дистанция огромных размеров. Прежде всего необходимы эксперименты. Их невозможно выполнить на кухне или в гараже. Это сложные и дорогостоящие работы без стопроцентной гарантии успеха. Можно отметить, первый транзистор был создан в исследовательской лаборатории компании «Белл». Возможно, это пример оптимальной организации исследований. Здесь объединяются производственные мощности и высококвалифицированные специалисты в большой успешной компании.
Алдошкин Ю.Г. Новые пути в физике Квантовый компьютер как несбыточная мечта Кратко рассказан об эволюции ячейки памяти компьютера. Изложены принцип действия лампового триода как ячейки для хранения бита информации, а также принцип действия полупроводниковых приборов (транзистор). Для описания принципа действия электронных элементов в квантовом компьютере предлагается использовать квантовую механику. Так квантовая механика предлагается в качестве физической теории для создания квантовых компьютеров. Рассмотрим для примера как в квантовой механике описываются стационарные состояния электронов. Согласно квантовой механике, через волновую функцию выражается вероятность того, что электрон находится в окрестности точки пространства с координатами x,y,z. Уравнение Шрёдингера имеет решения при некоторых значениях параметра E. Эти значения называются собственными значениями энергии электрона. Им соответствуют собственные функции, определяющие стационарные состояния электрона. Так через решение уравнения Шрёдингера определяются уровни энергии электрона и соответствующие им стационарные состояния электрона. Уравнение Шрёдингера может приемлемо математически описывать (аппроксимировать) наблюдаемые результаты процессов в микромире для каких-то конкретных приложений. Но уравнение Шрёдингера не выражает фундаментальный физический закон поведения микрообъектов. Следовательно, квантовая механика не может служить физической теорией для разработки компьютеров нового поколения. В настоящее время нет никаких принципиально новых технических решений в вычислительной технике по сравнению с техническими решениями полупроводниковой электроники. Не изготовлена даже ячейка памяти нового типа, т. н. кубит. Электромагнитное взаимодействие заряженных частиц является дискретным, т. е. обладает свойством, необходимым для цифровой вычислительной техники. Это взаимодействие должно найти применение в элементной базе компьютера нового поколения. Рассмотрен принцип электромагнитного взаимодействия на примере электронов. Речь идет о естественном процессе в микромире заряженных частиц. Закон электромагнитного взаимодействия является фундаментальным законам физики. Необходимо исследовать возможность использования электромагнитного взаимодействия электронов в элементной базе компьютера нового поколения. Основные сведения об электродинамике заряженных частиц приведены в книге Алдошкина Ю.Г. «Электродинамика заряженных частиц». Рассмотрено применение атома как ячейка памяти 1) В атоме имеются неподвижные в невозбужденном состоянии электроны. По крайней мере, часть этих электронов участвует в образовании кристаллической решетки металла 2) В атоме имеются свободные электроны, которые могут перемещаться в пределах некоторых областей в электронной оболочке атома. Проблема внутриатомных сил обсуждается в видео «Силы в микромире». Атом превращается в элементарную ячейку для записи и хранения бита информации путем поляризации свообдных электронов. При этом реализуется предельна минимальная плотность записи информации – один атом на один бит информации. Рассмотрена цепочка атомов, расположенных на прямой, как в кристаллической решетке. Отметим принципиальную особенность цепочки атомов. Состояние поляризации атомов в цепочке является устойчивым, в отличие от состояния поляризации изолированного атома. Устойчивость обеспечивается электростатическим отталкиванием электронов в различный атомах. Цепочка атомов реализует составную статическую, энергонезависимую ячейку памяти. Принцип действия такой ячейки памяти основан на электростатическом эффекте. Изложены принципу запись и считывания информации для составной атомной ячейки памяти. Запись осуществляется через электромагнитное взаимодействие электронов. Реализуется поляризация нежного знака атомов ячейки памяти. Считывание выполняется с использованием контрольного электрона, наличие которого регистрирует фотоэлектронный умножитель. От изложенных принципов до промышленных технологических процессов дистанция огромных размеров. Прежде всего необходимы эксперименты. Их невозможно выполнить на кухне или в гараже. Это сложные и дорогостоящие работы без стопроцентной гарантии успеха. Можно отметить, первый транзистор был создан в исследовательской лаборатории компании «Белл». Возможно, это пример оптимальной организации исследований. Здесь объединяются производственные мощности и высококвалифицированные специалисты в большой успешной компании.