GGGQEP se divide en dos partes: GGG y QEP, y se puede enmarcar, de la manera más simplificada, de la siguiente manera:
Gadolinium Gallium Garnet, o GGG en resumen, tiene una serie de propiedades exóticas que lo convierten en el candidato perfecto para el siguiente nivel de almacenamiento masivo de datos. En primer lugar, es de naturaleza cristalina, y sus lingotes se pueden cultivar fácilmente a través de la siembra de Czochralski. En segundo lugar, tiene una red cúbica y, por lo tanto, cualquier escritura láser en 3D y lecturas posteriores se pueden realizar con la máxima precisión. En tercer lugar, su dureza cristalina, como se expresa en la escala de Mohs, se encuentra en algún lugar entre la de Feldespato Orthoclasa y el Topacio, que no es demasiado difícil de procesar económicamente a gran escala, ni demasiado suave para arriesgar el compromiso de los datos debido a la frecuencia y la prolongación de la información. , ciclos de lectura-escritura. Y, por último, GGG ya se ha utilizado en un campo relacionado, el campo de memoria de burbujas magnéticas, como sustrato para las películas magnéticas y ópticas. Por lo tanto, sus propiedades magnéticas y ópticas, incluido su índice de refracción, están bien documentadas.
Ahora para algunas figuras elementales, pero importantes. La fórmula molecular de GGG es Gd3Ga5O12. Un mol de GGG (es decir, 6.023 * 10 ^ 23 moléculas) tiene un peso de 872.9118 gramos que, a una densidad de 7.08g / cm ^ 3, se evalúa a un volumen molar de 123.29cm ^ 3. Si esto se elaborara en un cubo perfecto, los lados tendrían exactamente 4,977095 cm de largo. En aras de la simplicidad, esto se puede redondear a 5 cm. Por lo tanto, un cubo GGG de exactamente 5 cm * 5 cm * 5 cm tendría aproximadamente un mol de las moléculas. A través de una extrapolación bastante extensa, se puede determinar que las moléculas GGG contienen datos (en bits) equivalentes a aproximadamente el 12.5% del número total de moléculas presentes. Por lo tanto, un lunar puede contener aproximadamente 7,52 * 10 ^ 22 bits de datos, que pueden evaluarse hasta 8153.20034 exabytes de datos. Cada exabyte es equivalente a mil millones de gigabytes. En aras de la perspectiva, toda la Internet indexada , en este momento, tiene alrededor de 700 exabytes de datos. Entonces, con un solo cubo GGG que mide 5 cm por lado, se pueden acomodar más de 11 interconexiones, en el tamaño actual.
El procesamiento electrónico cuántico, o QEP en resumen, es un área aún cargada de todo tipo de obstáculos cognitivos y de ejecución. Cognitivo en el sentido de que la idea central en él es bastante contra-intuitiva. Y la ejecución en el sentido de que una vez que se comprende la idea, la implementación aún plantea algunos problemas importantes. Pero hay una solución prometedora y, por lo tanto, se abordarán aquí los obstáculos cognitivos y ejecutivos. El procesamiento cuántico difiere del procesamiento tradicional en una forma importante: no solo trata con los estados binarios de 0 y 1, sino que también trata con una superposición de todos los estados entre esos dos rangos. Efectivamente, los qubits, las partículas de la computación cuántica, pueden alcanzar cualquier valor entre 0 y 1 … y pueden hacerlo, para todos esos valores, simultáneamente . Debido a esto, el procesamiento cuántico introduce un paralelismo inherente a la informática. Y esto, a su vez, hace que la computación cuántica sea potencialmente varios millones de veces más rápida y más eficiente que el procesamiento de bits tradicional basado en transistores.
Tanto por la ley de Moore, parece.
Desafortunadamente, para aprovechar el vasto poder de los qubits, se debe superar un obstáculo importante en la fase de ejecución. De alguna manera, la dinámica cuántica en dicho proceso debe observarse antes de que ocurra realmente. De lo contrario, cualquier interferencia con la dinámica en cualquier sentido convencional, por ejemplo, al tratar de observarlas mientras suceden , destruirá inmediatamente el paralelismo de superposición cuántica, ya que todas las ondas cuánticas colapsan en los estados binarios tradicionales, ya sea un 0 o un 1. En en otras palabras, si se accede al procesador cuántico de la manera convencional, se comporta exactamente como un procesador tradicional: solo puede realizar una función a la vez. Para que funcione a su potencial de paralelismo completo, no se pueden hacer observaciones de su dinámica cuántica mientras ocurren, o después de que hayan ocurrido, pero no hay ninguna restricción contra la observación de la dinámica antes de que ocurran, si tal puede ser logrado.
Increíblemente, existe una forma de sortear el problema de la observación cuántica. Entrelazamiento cuántico. Este es un fenómeno que ocurre cuando dos partículas de sub-núcleos similares, como los fotones o los electrones, interactúan entre sí por una instancia, y luego alcanzan atributos correlativos, pero opuestos, para rasgos como la polarización, el giro y el momento. Por ejemplo, si una partícula enredada tiene un giro en sentido horario, su compañero enredado tendrá un giro en sentido antihorario. Lo interesante de tales partículas es que retienen esta correlación a pesar de las distancias entre ellas, y las comunicaciones entre ellas se han encontrado experimentalmente de forma instantánea. Los datos más recientes del entrelazamiento cuántico muestran que las interacciones son al menos diez mil veces más rápidas que la velocidad de la luz. Entonces, la comunicación no puede estar sucediendo en ningún sentido clásico, ya que esto violaría la relatividad.
El entrelazamiento cuántico se puede utilizar en la computación cuántica mediante el uso de uno de los pares entrelazados para las mediciones, mientras se deja la otra partícula dentro del procesador cuántico. Mientras el procesador cuántico no interfiera con el estado de superposición cuántica de esta segunda partícula, las mediciones de la otra partícula enredada pueden proporcionar información de manera consistente y confiable sobre los estados cuánticos de las dos. El único desafío es evitar desencadenar una decoherencia inversa de las dos partículas, lo que se puede lograr asegurando que todas las mediciones de la partícula enredada permanezcan dentro de los márgenes de desfase que ellos mismos establecen, o desplegando mecanismos de pulsos ópticos en el sistema. De esta manera, la cantidad total de información que se procesa por unidad de tiempo se limita solo por los límites establecidos por el teorema limitativo de Holevo.
La racionalidad detrás de la creación del sistema GGGQEP (Gadolinium Gallium Garnet Quantum Electronic Processor) es simple. Los dos factores que más limitan la capacidad informática son el volumen de almacenamiento y las velocidades de procesamiento. Otros factores, como las tasas de transferencia de datos, se manejan fácilmente mediante el uso de vías de comunicación ópticas, en lugar de eléctricas. Es probable que se creen tamaños de archivo más grandes a medida que aumentan las capacidades de almacenamiento, pero incluso ahora, sistemas de archivos como BRTF, XFS e incluso el NTFS común pueden manejar teóricamente tamaños de hasta un exabyte. El aumento de la computación necesaria para el espacio del usuario puede, a su vez, manejarse fácilmente utilizando algoritmos cuánticos, como “el problema de Simon”, “algoritmo de Shor” y varios otros algoritmos encontrados en el “problema del subgrupo oculto de Abelian”.
A través de la ingeniería láser extrema a nivel molecular para GGG, y un poco de pensamiento lateral sobre la dinámica cuántica, el futuro de la informática parece ilimitado. La mayoría de las tecnologías discrecionales descritas aquí ya están operativas, algunas en prototipos futuristas y otras en instalaciones como DARPA, NASA y CERN. Si GGG ya está en uso o no como medio de almacenamiento permanece “clasificado”, pero desde una perspectiva teórica, no hay nada que detenga su uso. Lo que queda por hacer, por lo tanto, es combinar todas las diversas tecnologías y crear la próxima generación de computadoras. Esto, a juzgar por las tendencias actuales, podría suceder dentro de esta vida … y la informática cambiará fundamentalmente y para siempre.
