процессор:

огромный алмаз, с электроприводом, наподобие гироскопа, ограненный специальным образом, располагается в центре пересечения световых потоков белого света, по краям фотодатчики-шина данных, причем разрядность такой шины данных исчисляется миллионами бит.

да, это вам не 64 разряда…




кристалл поворачивается под действием привода и тем самым получаются логические операции.

многопотоковый процессор, обрабатывающий безумное кол-во потоков одновременно.
конечно, слабым звеном является движущиеся части, но учитывая разрядность шины данных, скорость кристалла в 7500 оборотов (нормальная скорость для винта), даст производительность, превышающую нынишние процессоры на 2—3 порядка минимум.

сложнейшие алгоритмы будут выполнены паралельно за 1 такт (угловой поворот кристалла на одну позицию).

впрочем, можно обойтись и без движущихся частей, если менять синхронно положения излучателей и приемников, мультиплексируя их, но принцип работы процессора удобно объяснять на поворотном механизме.
Свет, прошедший через алмаз, выдаст из каждой грани свою длину волны, который будет принят датчиками вокрух кристалла.

шкала длин волн

Красный 800—620 нм
Оранжевый 620—585 нм
Желтый 585—575
Зеленый 550—510
Голубой 510—480
Синий 480—450
Фиолетовый 450—390
ультрафиолетовый 355

каждый из этих цветов-бит, и того 8 бит, получаем БАЙТ, прям как по заказу. Очень удобно для реализации логических устройств с привычными двоичными параметрами и структурами.

сумматоры (ядро АЛУ) в процессоре реализованы на исключающих ИЛИ

00=0
01=1
10=1
11=0

интерференция как явление очень подходит для реализации этой функции, поскольку интерференционная картина на фотодиодах при противофазных максимумов дает минимум, т.е. лог. 0, а 2 минимума, тоже дадут лог. 0

что, только гении могут это увидеть?

ну, тогда я гений.

таких закономерностей очень много в природе встречаются…

кроме нот, есть еще в генетике двоичные закономерности, в таблице менделеева, в строении атома, в кулоновском законе, да вообще везде, и везде цифра цифра цифра, дискретность, квантованность…

и…четкая булева алгебра.

если вы посмотрите на таблицу исключающих ИЛИ, то увидите, что 2 одинаковых заряда отталкиваются

00=0
11=0

а два разных притягиваются

01=1
10=1

1-это притяжение, 0 отталкивание.

потому и придумана была двоичная механика, как наука, в которой непротиворечиво объединяются КМ и классическая физика…

про ноты: через октаву в герцах:

нижняя октава «до» 32,7
далее по актавам

65,41
130,8
261,7
523,3
1047
2093
и т.д.

по диезам и бемолям та же фигня


Красный 800—620 нм 1
Оранжевый 620—585 нм 2
Желтый 585—575 3
Зеленый 550—510 4
Голубой 510—480 5
Синий 480—450 6
Фиолетовый 450—390 7

ультрафиолетовый 360 монохроматический 8

тут тоже октава, смотрите

800—620 (710 среднее арифм) и 355

Разделение ровно в 2 раза на октаву…

собственно, разницы и не должно быть, что звуковая волна, что световая, принцип то один тот же.

и везде 8 заметьте, байт.

так что идея квантового компютера на интерференционных логических элементах, это не просто идея, это гениальная идея.

подумать только, виртуальные логические элементы, которые сами собой образуются из света и дают логические сигналы на светодиодных матрицах. Получается, что быстродействие самих этих элементов просто сумасшедшее и ограничено только способом изменения интерференционных картинок.


Логический инвертор вообще проще простого сделать.
нужно принять, что наличие сигнала на оптодатчике=0, а не единице, при этом считать, что наличие сигнала на источнике=1.

Вообще, это же элементарно!
дизьюнктивная логика использует одно свойства света (интерференцию), коньюнктивная-другое (дифракцию).

Т.е. квантовых компьютеров (наборов логики) есть 2 типа: Интерференционных и дифракционных.


начнем с интерференционных.

Мы будем управлять фазами когерентных лазеров.

Лог. «И»

11=1
10=0
01=0
00=0


2 луча должны быть в противофазе, тогда комбинация из 0 (противофаза) и 1 (фаза) даст затемнение на фотодиоде, т.е. логический 0.
Ну, а обе фазы, дадут двойную интенсивность на выходе (какая высокая помехоустойчивость и надежность элемента!!!!).


теперь смотрим элемент ИЛИ:

00=0
01=1
10=1
11=1

направляем на фотодатчик 2 луча, теперь по фазе относительно другого они совпадают.

получаем, что 2 максимума даст двойной максимум, а любой из минимумов даст на выходе один максимум, который все равно откомпарируется в лог единицу на фотодиоде.

А вращающийся алмаз, это просто синхронный перенаправлятель потоков.
Мало кто знает, что такое вообще алмаз и почему он такой красивый. Дело в его атомарной решетке. Огранщик скалывает частички и они отваливаются по этим самым граням атомарной решетки. Поэтому все плоскости у граненого алмаза очень правильные, симметричные и паралельные где нужно с точностью до сотых долей нанометра. Идеальная вещь для процессора квантового, просто лучше ничего и придумать нельзя в плане выбора материала оптики.


теперь про дифракционный набор логики. будем управлять длинами волн.

входной 0 примем за длину волны 800 нм, а входную 1 —за 400 нм

Лог. «И»

11=1
10=0
01=0
00=0

берем 2 луча, длина волны отличается в 2 раза например 400 нм и 800 нм.

берем оптодатчик, его размер 400 нм.

получаем, что сигнал с длиной 800 обогнул оптодатчик, а сигнал с длиной волны 400 нм- нет.

вот вам и получилось логическое «И»

теперь смотрим элемент ИЛИ:

00=0
01=1
10=1
11=1

берем фотодатчик уже размером 800 нм. и получаем, что любая длина волны дает на фотоэлементе 1.
вуаля!!!


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2c/Two_sources_interference.gif

Световые потоки, встречающиеся в центре алмаза, будут примерно вот так интерферировать и из его граней будет выходить спектр, который должен улавливаться и распознаваться фотодиодной матрицей.

по сути, это принцип работы квантового компьютера 2-го поколения, совмещающий в себе логический набор как интерференционной логики, так и дифракционной.




Хочется напомнить, что в природе не бывает обратимых процессов, поэтому и не получается сделать обратимые алгоритмы. Этой проблемой занимался Э. Фредкин, который стал известен в математических кругах как создатель обратимых логических вентилей по так называемой бильярдной схеме. Но практически, реализовать эту конструкцию невозможно.

Также, хочется напомнить и о том, каким именно образом из сумматоров делают обратную функцию вычитания в компьютерной схемотехнике, обходя физический принцип невозможности осуществления на одном логическом элементе обратной функции.

Меняют систму отсчета. Т.е. вместо условного критерия истинности, действующего во всей вычислительной системе 1=истина, 0-ложь, меняют эти условности местами методом инвертирования двоичного кода на входе сумматора. Сумматор продолжает выполнять суммирование, однако, относительно критериев истинности системы (1=истина, 0-ложь), число на выходе соответствует обратной сложению функции.

У Фредкина есть модели логических элементов, работающие по тому же принципу, при этом используется двойная управляющая линия, которая и осуществляет управление переключением критериев истинности.

Для квантового процессора эта проблема решается еще более оригинально:

Процессор работает с конечной разрядностью, поэтому понятия бесконечности для системы не существует. Представим, что операцию сложения. выполняет квантовый процессор, при каждом повороте алмаза вокруг вертикальной оси на 1 угловую единицу, происходит инкримент. Полный оборот соответствует максимальному числу, который получается в результате инкремента. Но поскольку мы продолжаем вращать алмаз, то счетчик сам обнуляется и все числа инкрементируются по новому циклу. Таким образом, для логической операции декремента (откакта функции назад на 1 шаг, причем не выжно, какая это будет функция по сложности) достаточно сделать полный оборот и остановиться на шаге, предшествующему получению исходного результата, от которого мы лткатывали функцию.

Таким образом, как это не парадоксально и необычно звучит, мы совершаем откат логической функции (делаем обратную функция деления, извлечения корня и пр) путем не инверсии всех разрядов (что весьма сложно, если разрядность шины миллионы бит), а путем постоянного движения ВПЕРЕД.


стандартная ручная огранка 58 граней, что близко к 64-х рзрядной шине современных компов, рекорд ручного способа огранки 240.

При нынешних технологиях, думаю, можно вытравить миллион граней легко.


Внутренняя поверхность сферы в виде треугольных одинаковых по размеру матриц 2-х типов, одна принимающая, другая передающая, чередующихся в псевдо шахматном порядке (нарисуйте равнобедренные треугольники на плоскости и закрастье симметрично треугольники одного типа, те которые расположены к вам одним основанием).


Фокусное расстояние настроено таким образом, чтобы при каждом угловом повороте алмаза, весь спектр из половины его граней в том же порядке, попадал на соответствующую принимающую матрицу, а свет от каждого передающего треугольника попадал в свою грань на алмазе.


Таким образом излучатели представляют собой шину входных данных, приемные матрицы-шину выходных данных.

команды в таком устройстве задаются поворотом алмаза на соответствующую позицию, и в зависимости от этого с входными данными происходят те или иные логические преобразования.

Термин «квантовый компьютер» означает компьютер, использующий квантовые явления, хотя есть и другое мнение:

«Квантовый компьютер» - термин не физический, а информационный и связан с информационным термином «квантор».

кубит, хранит одновременно и 0 и 1. соответственно квантор хронит ОДНОВРЕМЕННО ВСЕ комбинации от 0 и до 11111111.

мой процессор выполняет одновременно ВСЕ функции, принадлежащих одному классу и количество этих функций в каждом классе 255 т.е. 11111111

Та что как ни крути, а изобретен именно квантовый компьютер и его системная логика.