የኳንተም አንጎለ: መግለጫ, የስራ መመሪያ

የኳንተም ኮምፒውተር, ጽንሰ ውስጥ ቢያንስ, ከጥቂት አሥርተ ዓመታት መጥቀስ. የሚችል ውሂብ ሥፍር መጠን አያያዝ ያልሆኑ ክላሲካል ሜካኒክስ የሚጠቀሙ ማሽኖች ዘመናዊ አይነቶች, ትልቅ እመርታ ሆነዋል. ወደ ገንቢዎች መሠረት, ተግባራዊነታቸውን ምናልባትም ከመቼውም ጊዜ የተፈጠረው እጅግ የተራቀቀ ቴክኖሎጂ ነበር. የኳንተም በአቀነባባሪዎች የሰው ብቻ ከ 100 ዓመታት በፊት ያወቀው የትኛው ጉዳይ ደረጃዎች ላይ ይሰራሉ. እንደዚህ ስሌቶች ያለውን እምቅ ከፍተኛ ነው. ወደ ስሌቶች ለማፍጠን ያደርጋል በአሁኑ ክላሲካል ኮምፒውተሮች ናቸው በጣም ብዙ ተግባራት ግራ የሚያጋባ ኳንተም ንብረቶችን በመጠቀም መፈታት አቅም አይችልም. ይህም ብቻ አይደለም ኬሚስትሪ እና ቁሳቁሶች ሳይንስ መስክ ውስጥ. ዎል ስትሪት ደግሞ አሳቢነት ማሳየት ነው.

ወደፊት ላይ መዋዕለ

CME ግሩፕ, ወደ ቫንኩቨር ኩባንያ 1QB የመረጃ ቴክኖሎጂዎች Inc. ኢንቨስት የኳንተም አይነት በአቀነባባሪዎች ለ ሶፍትዌር ያዳብራል አድርጓል. ባለሀብቶች መሠረት, እነዚህ ስሌቶች ጊዜ ስሱ ውሂብ ከፍተኛ መጠን ጋር ለመስራት ያለውን የኢንዱስትሪ, ላይ ታላቅ ተፅዕኖ ሊኖረው ይችላል ናቸው. እንዲህ ያሉ ደንበኞች መካከል አንድ ምሳሌ የገንዘብ ተቋማት ናቸው. ጎልድማን ሳክስ D-ሞገድ ሲስተምስ መዋዕለ ንዋይ ሲሆን ኩባንያው ውስጥ-ጥ-በቴል በ የሲአይኤ በ የገንዘብ. የመጀመሪያው የ «ኳንተም annealing" ማለትም የሚባለው ምን ማድረግ እንደሆነ ማሽኖች manufactures. ሠ አንድ ኳንተም አንጎለ በመጠቀም ዝቅተኛ-ደረጃ ማመቻቸት ችግር ይወስናል. ወደፊት የንግድ አፈፃፀም ይቆጥረዋል ቢሆንም ኢንቴል ደግሞ, በዚህ ቴክኖሎጂ ላይ መዋዕለ ላይ የተሰማራ ነው.

ለምንድን ነው?

ኳንተም የኮምፒውተር አጠቃቀም በጣም አስደሳች ነው የሚለው ምክንያት, የማሽን መማሪያ ጋር ያላቸውን ፍጹም ጥምረት ውስጥ ተያዘ. በአሁኑ ወቅት እንዲህ ያሉ ስሌቶች ዋና ማመልከቻ ነው. በከፊል ይህ አንድ ምክንያት ነው መፍትሔ ለመፈለግ አካላዊ መሣሪያ በመጠቀም - አንድ ኳንተም ኮምፒውተር ሃሳብ ነው. አንዳንድ ጽንሰ ጨዋታ Angry Birds ምሳሌ በማድረግ ገልጿል. ስበት መስተጋብር የማንኛውም እና የሚደርግ ነገሮች ሲፒዩ ጡባዊ የሂሳብ ስሌቶች ይጠቀማል ዘንድ. የኳንተም አንጎለ በራሱ ላይ ይህን ዘዴ አስቀመጠ. እነዚህ ጥቂት ወፎች "መጣል", እና ስንጨምር ምን እንደሚሆን ተመልከቱ. የሚጻፍ የተጻፈው በ ተግባር: ይህ ነው , እነሱ ምን ለተመቻቸ ንድትጓዝ አንድ ወፍ መወርወር? ከዚያም ሁሉ በተቻለ መፍትሄ ምልክት የተደረገባቸው, ወይም ቢያንስ አንድ በጣም ትልቅ ጥምረት, እና መልስ ይሰጠዋል. አንድ ኳንተም ውስጥ የኮምፒውተር ችግሮች መፍትሔ ናቸው እንጂ አንድ የሒሳብ ፋንታ ፊዚክስ ሥራ ህግጋት.

ይህ እንዴት ይሰራል?

የእኛ ዓለም መሠረታዊ ግንባታ ብሎኮች - የ ኳንተም-ሜካኒካዊ. እርስዎ ሞለኪውሎች ላይ መመልከት ከሆነ, በመጽሐፍህ ናቸው ምክንያት የተረጋጋ ይቀራሉ - በኤሌክትሮን orbitals መካከል ያለውን መስተጋብር. ሁሉም ኳንተም-ሜካኒካዊ ስሌቶች ከእነርሱ እያንዳንዳቸው ውስጥ የተያዙ ናቸው. የእነሱ ቁጥር exponentially በማስመሰል የኤሌክትሮማግኔቲክ ቁጥር መጨመር ይሄዳል. ለምሳሌ ያህል, 50 የኤሌክትሮማግኔቲክ ሁለት 50 ዲግሪ አማራጮች ውስጥ መኖር ነው. ይህ phenomenally ትልቅ ቁጥር: እንዲሁ ዛሬ ማስላት አይችልም. ፊዚክስ ጋር ግንኙነት መረጃ ንድፈ ያሉ ችግሮችን ለመፍታት የሚያስችል መንገድ ማመልከት ይችላሉ. 50 kubitovnomu ኮምፒውተር ማድረግ ይችላሉ.

አዲስ ዘመን ንጋት

Landon ያጋጠሙኝ, ፕሬዚዳንት እና 1QBit መካከል ተባባሪ መስራች, ኳንተም አንጎለ መሠረት - ይህም የተነደፈው ዓለም ማቀነባበሪያ ኃይል መጠቀም ይቻላል, ይህ አዲስ ቁሳቁሶች ወይም አዲስ መድሃኒቶች መፍጠር ማግኘት ወሳኝ ነው. ንድፍ አዲስ ዘመን ወደ ግኝት እንደሚመስል ጀምሮ ፈረቃ አለ. ለምሳሌ ያህል, ኳንተም ኮምፒውተር ከከባቢ አየር ካርቦን እና ናይትሮጂን ማውጣት, እና በዚህ መንገድ ዓለም አቀፍ ሙቀት መጨመርን ማቆም ለመርዳት የሚፈቅዱ የሚያነሳሷቸው ሞዴል ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል.

በሂደት ውስጥ ግንባር ቀደም ላይ

የዚህ ቴክኖሎጂ ገንቢዎች ማህበረሰብ በጣም ደስተኛ እና ስራ እንቅስቃሴ ነው. መጀመሪያ-ባዮች, ኮርፖሬሽኖች, ዩኒቨርሲቲዎች እና መንግስት ሙከራ ውስጥ በዓለም ዙሪያ ለቡድኖች ኳንተም መረጃ ሂደት የተለያዩ አቀራረቦች የሚጠቀሙ አንድ ዘር መኪና, እየገነቡ ነው. በሜሪላንድ ዩኒቨርሲቲ ደረጃዎች እና ቴክኖሎጂ ብሔራዊ ተቋም ተመራማሪዎች ይጨምራል ይህም የተያዙ በሴሎች ላይ የተፈጠረ qubit superconducting qubits እና ቺፕስ. የ Microsoft የማን መኖሩን በማያሻማ የተረጋገጠ ነገር የለም ያልሆኑ Abelian anion ተግባራዊ ለማድረግ ነው ዓላማ የትኛው ጣቢያ ጥ ተብሎ topological አቀራረብ, ያዳብራል.

ዓመት ሊሆን እመርታ

ይህም ብቻ መጀመሪያ ነው. ግንቦት 2017 መጨረሻ ላይ ኳንተም-ዓይነት በአቀነባባሪዎች ቁጥር ልዩ, ፈጣን ወይም የተሻለ አንድ ክላሲካል ኮምፒውተር በላይ የሆነ ነገር እያደረጉ ነው ዜሮ ነው. ይህ ክስተት "ኳንተም የበላይነት" ማዘጋጀት, ነገር ግን እስካሁን ድረስ ይህ አልተከናወነም. ይህ እንደ መጀመሪያ በዚህ ዓመት እንደ ሊከሰት ይችላል አይቀርም ቢሆንም. አብዛኞቹ insiders የ Google ፊዚክስ ፕሮፌሰር, ሳንታ ባርባራ ላይ የካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ, ጆን ማርቲን የሚመራው ቡድን, ግልጽ ተወዳጅ እንደሆነ ተናግሯል. ዓላማውን - 49-qubit አንጎለ እርዳታ የላቀ የኮምፒውተር ለማሳካት. ግንቦት መጨረሻ በ 2017 ቡድን በተሳካ ክላሲካል supercomputer መካከል ልዩነትና ወደ መካከለኛ ደረጃ እንደ 22-qubit ቺፕ የተፈተነ.

እንዴት ሁሉም ጀመረ?

አሥርተ መረጃ ሂደቱ ኳንተም መካኒክስ በመጠቀም ሃሳብ. IBM እና MIT በጋራ ኮምፒውቲሽናል ፊዚክስ ላይ አንድ ጉባኤ ተደራጅተው ጊዜ ቁልፍ ክስተቶች መካከል አንዱ, 1981 ተከስቷል. ታዋቂው የፊዚክስ ሊቅ ሪቻርድ ፌይንማን አንድ ኳንተም ኮምፒውተር ለመገንባት ሐሳብ. እሱ እንደሚለው, ስለ ማስመሰል ለ ኳንተም መካኒክስ መካከል ዘዴ መጠቀም አለበት. በጣም ቀላል አይመስልም ምክንያቱም ይህ, አንድ ትልቅ ፈተና ነው. superposition እንዲሳብ - ኳንተም አንጎለ ውስጥ የስርዓተ መርህ አተሞች እንግዳ ንብረቶች በአንድ ቁጥር ላይ የተመሠረተ ነው. የ ቅንጣት በአንድ ጊዜ ሁለት ግዛቶች ውስጥ ሊሆን ይችላል. የመለኪያ ጊዜ ሆኖም ግን: ከእነርሱ አንድ ብቻ ይሆናል. እና ይሁንታው ንድፈ ሐሳብ አንፃር በቀር, ይህም ውስጥ ለመተንበይ የማይቻል ነው. ይህ ውጤት በ ታዛቢ peep አምልጦ አይደለም እንደ ሳጥን ውስጥ ለረጅም እንደ በአንድ የሞተ እና ሕያው የሆነ ሐሳብ ሙከራ ሽሮዲንገር ዎቹ ድመት, መሠረት ነው. ምንም ነገር በዚህ መንገድ በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ይሰራል. ሆኖም ግን, ስለ 1 ሚሊዮን በሃያኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ጀምሮ መካሄድ ሙከራዎች, የቅንብር የለም እንዴት እንደሆነ ያሳያሉ. ወደ ቀጣዩ ደረጃ ይህን ጽንሰ እንዴት መጠቀም አንደምትናገር ከማወቅ ነው.

የኳንተም አንጎለ: የሥራ መግለጫ

አይሽሬ ቢት, ቁጥሮችን ማባዛት ይቻላል, እሴት 0 ወይም 1 አለን ስእሎችን መሳል እንችላለን እንዲሁም "ሎጂክ በሮች" (መ., ወይም ደግሞ, አይደለም, ወዘተ) በኩል አንድ መስመር ይናፍቀኛል ከሆነ በጣም ላይ. N. Qubit ደግሞ 0 ሊሆን ይችላል, 1 ወይም ሁለቱንም. ቢላችሁ, 2 qubit ተጠላልፈው, ከሆነ እነሱን ፍጹም ላይ የቆመ ያደርገዋል. አመክንዮ በሮች መጠቀም ይችላሉ ኳንተም አንጎለ ይተይቡ. ቲ ኤን Hadamard በር, ለምሳሌ, ፍጹም የሆነ superposition ሁኔታ ውስጥ qubit ያስቀምጠዋል. superposition እንዲሳብ ንዑስ-አቶሚክ ስሌቶች ያለውን እምቅ ገሃድ ይጀምራሉ ዘንድ ስውር ቦታ ላይ ኳንተም በሮች ጋር ተዳምሮ ከሆነ. 2 qubit 4 ስቴቶች ጥናት ፍቀድ: 00, 01, 10 እና 11 እንደ ኳንተም አንጎለ አሠራር መርህ አመክንዮ ስራዎች አፈጻጸም የሚቻል በአንድ ጊዜ በሁሉም የሥራ ጋር መስራት ያደርጋል. እንዲሁም የሚገኙ ስቴቶች ቁጥር qubits ቁጥር ኃይል 2 ነው. የ 50-qubit ሁለንተናዊ ኳንተም ኮምፒውተር ማድረግ ከሆነ, በአንድ ጊዜ ሁሉንም 1.125 ኳዋድሪሊዮን ጥምረት መመርመር በንድፈ ይቻላል.

Kudity

በሩሲያ ውስጥ የኳንተም አንጎለ ትንሽ በተለየ ይመልከቱ. MIPT እና የሩሲያ ኳንተም ማዕከል ከ ሳይንቲስቶች የተለያዩ "ኃይል" ደረጃዎች ጋር በርካታ "ምናባዊ" qubits የሚወክለው "kudity" ተፈጥሯል.

amplitude

ተይብ ኳንተም አንጎለ ኳንተም መካኒክስ በ amplitudes ላይ የተመሠረተ ነው ያለውን ጠቀሜታ አለው. ፕሮባብሊቲ amplitudes ተመሳሳይ ናቸው, ነገር ግን እነርሱ ደግሞ አሉታዊ ሊሆን ይችላል, እና ውስብስብ ቁጥሮች. አንድ ክስተት ይሁንታው የሚሰላበት የሚፈልጉ ከሆነ, እናንተ ያላቸውን የልማት አማራጮች amplitude ሁሉንም አይነት ማከል ይችላሉ. ኳንተም ማስላት ሐሳብ ማዋቀር መሞከር ነው ያለውን ጣልቃ ጥለት የተሳሳተ መልስ ወደ አንዳንድ መንገዶች አዎንታዊ amplitude ነበር ስለዚህም, እና አንዳንድ - አሉታዊ, ስለዚህ እርስ በርስ ይቅር ማለት ነበር. ትክክለኛውን መልስ የሚያደርስ አንድ መንገድ እርስ በርስ ደረጃ ላይ ናቸው amplitudes አላቸው ነበር. የ ብልሃት እርስዎ መልስ ትክክል ነው ነገር አስቀድሞ በማወቅ ያለ, ነገር ለማደራጀት እንዳለብን ነው. አወንታዊ እና አሉታዊ amplitudes መካከል ጣልቃ ያለውን እምቅ ጋር በጥምረት ስለዚህ አርቢ ኳንተም ስቴቶች ስሌት የዚህ አይነት አንድ ጥቅም ነው.

Shor የሰጠው ስልተ

ወደ ኮምፒውተር መፍታት ካልቻሉ እንደሆነ በርካታ ተግባሮች አሉ. ምስጠራ እንደ እንዲህ. ችግሩ አንድ 200-አሃዝ ቁጥር ጠቅላይ ነገሮች ማግኘት ቀላል እንዳልሆነ ነው. የ የጭን ግሩም ሶፍትዌር ጋር እየሄደ ነው እንኳ እናንተ ዓመታት መልሱን ለማግኘት መጠበቅ ሊኖርብን ይችላል. ስለዚህ, ኳንተም ኮምፒውተር ውስጥ ሌላ አዲስ ምዕራፍ ተከፈተ ጴጥሮስ ሾር በ 1994 የታተመ አንድ ስልተ ሆኗል; አሁን MIT ውስጥ የሒሳብ ፕሮፌሰር ነው. የእሱ ዘዴ እስካሁን አልተፈጠረም ነበር አንድ ኳንተም ኮምፒውተር, በመጠቀም ትልቅ ቁጥር ነገሮች ማግኘት ነው. እንዲያውም ስልተ ትክክለኛው መልስ ጋር አካባቢ ያመለክታሉ ይህም አሠራር ያከናውናል. በቀጣዩ ዓመት, ሾር ኳንተም የስህተት እርማት አንድ ዘዴ አግኝተዋል. በአንዳንድ ሁኔታዎች ይበልጥ ኃይለኛ ሊሆን ይችላል ይህም ስሌት አማራጭ ዘዴ, - ከዚያም ብዙ ነገር መሆኑን ተገንዝቦ ነበር. ከዚያም ከእነሱ መካከል qubits እና ሎጂክ በሮች ለመፍጠር የፊዚክስ ከ ፍላጎት እየጨመረ ተከተለው. አሁን, ከሁለት አሥርተ ዓመታት በኋላ, የሰው ዘር ሙሉ-ያደርገው ኳንተም ኮምፒውተር የመፍጠር በቋፍ ላይ ነው.