Протсессори квантӣ: ба тавсиф, принсипи амалиёт

компютерӣ квантӣ, ҳадди ақал дар назария, ба ёд чанд дањсола. намудҳои муосири мошинҳо, ки ба истифода механикаи классикӣ ғайридавлатӣ барои ҳалли эҳтимолан миқдори бешумор додаҳо, меноманд, ки рахнашавии калон. Бино ба барноманависонро, татбиқи онҳо шояд технологияи мураккабтарин ягон офарида буд. коркардкунандагони квантӣ дар сатҳи масъала, ки инсоният танҳо 100 сол пеш маълум амал мекунанд. Потенсиали чунин ҳисобҳои бузург аст. Бо истифода аз хосиятҳои квантї аҷибу хоҳад суръат бахшидан ба ҳисобҳо, вазифаҳои бисёр, ки айни замон компютер классикӣ нест, имкони ҳал карда шавад. Ва на танҳо дар соҳаи химия ва масолеҳи илм. Wall Street низ зоҳир кардани таваҷҷӯҳи.

Сармоягузориҳо дар оянда

КЭТ Гурӯҳи сармоягузорӣ кардааст, ширкати Ванкувер 1QB технологияҳои иттилоотӣ Inc., таҳия нармафзор барои коркардкунандагони навъи квантӣ. Бино ба сармоягузорон, ин ҳисобҳо эҳтимол доранд, бештар таъсир ба саноат, ки бо миқдори зиёди додаҳо ҳассос ба вақти кор. Намунаи чунин мизоҷон муассисаҳои молиявӣ мебошанд. Голдман Sachs сармоягузорӣ дар D-мавҷи Systems, ва ширкати Дар-Q-Tel аз тарафи CIA маблағгузорӣ карда мешавад. Дар аввал истеҳсоли мошинҳои, ки чӣ тавр аст "annealing квантї», яъне номида мешавад. E. қарор мушкилоти беҳсозии сатҳи пасти истифодаи протсессори квантї. Intel низ ба сармоягузорӣ дар ин технология машғул аст, бо вуҷуди он, амалӣ намудани фаъолияти соҳибкорӣ дар оянда баррасӣ менамояд.

Чаро ин корро?

Сабаби, ки компютерҳо квантї, то шавқовар аст, дурӯғ дар якҷоягӣ комил бо омӯзиши мошини. Айни замон, ин барномаи аслӣ мебошад, барои чунин ҳисобҳо мебошад. Қисман ба ин натиҷа аст, бо истифода аз дастгоҳи физикӣ барои ҷустуҷӯи роҳҳои ҳалли - аз идеяи як компютер квантї. Баъзан консепсия фаҳмонд, дар мисоли бозӣ Паррандагон ба хашм омадааст. Барои simulate мутаќобилаи ҷозиба ва планшет объектњои colliding CPU мебарад муодилаҳои риёзӣ. Коркардчиён квантӣ ин равиш бар сари худ гузошт. Онҳо «бипартоед» чанд парранда гирд омаданд ва тамошо чӣ рӯй медиҳад. Дар microchip навишта вазифаи: он аст, медамам, онҳо мепартоӣ чӣ траекторияи оптималии? Он гоҳ тафтиш тамоми роҳҳои ҳалли имконпазир ва ё на камтар аз як комбинатсияи хеле зиёди онҳо, ва ҷавоб дода мешавад. Дар квантї компютер мушкилиҳо ҳал нест, математик, қонунҳои кор физика ба ҷои.

Чӣ тавр он кор мекунад?

Дар блокҳои бинои асосии ҷаҳони мо - квантї-механикї. Агар Шумо дар молекулаҳои назар, сабаби, ки онҳо ташкил карда мешаванд ва устувор боқӣ - ба ҳамкории orbitals электрон аст. Ҳамаи ҳисобҳои квантї-механикӣ дар ҳар як аз онҳо дармегиронад. шумораи онҳо меафзояд геометрӣ шумораи электрон simulated меафзояд. Масалан, 50 электрон дар ду имконоти 50-дараҷаи вуҷуд. Ин phenomenally шумораи зиёди, то он тавонад имрӯз ҳисоб нест. назарияи маълумот пайваст ба физика метавонад роҳи ҳалли чунин мушкилиҳо ишора мекунанд. 50 компютер kubitovnomu инро метавонед.

Dawn як давраи нави

Бино ба Landon пастиву, Президент ва ҳамкорӣ муассиси 1QBit, коркардкунанда квантї - он истифода бурдан мумкин аст, ки қудрати коркарди ҷаҳон subatomic, он муҳим аст, ки ба даст овардани маводи нав ва ё таъсиси доруворӣ нав. аст, бо гузариш аз парадигмаи ошкор ба даврони нави тарҳрезӣ нест. Масалан, компютер квантї метавонад истифода шавад барои намунавї catalysts, ки имкон барои ба даст овардани гази карбон ва нитроген аз атмосфера, ва ба ин васила кӯмак бас гармшавии глобалӣ.

Дар сафи пеши пешрафти

ҷомеаи таҳиягарони ин технология хеле ба ҳаяҷон ва фаъолияти банд аст. Дастаҳо дар саросари ҷаҳон дар оғози-калонсолон, корпоратсияҳо, донишгоҳҳо ва лабораторияҳои давлатӣ бунёд мошин нажод, ки истифодаи усулњои гуногун ба коркарди иттилооти квантї. Cохта шуд qubits superconducting qubit ва микросхемаҳои дар ions гирифташуда, ки муҳаққиқон аз Донишгоҳи Мэриленд ва Институти миллии стандартҳо ва технологияи иштирок мекунанд. Microsoft таҳия муносибати topological даъват истгоҳи Q, мақсади он аст, ки ба кор бурдани anion ғайридавлатӣ Abelian, ки мављудияти кардааст conclusively исбот нашудааст.

Соли рахнашавии эњтимолии

Ва ин танҳо оғози аст. Дар охири моҳи майи соли 2017 шумораи коркардкунандагони квантї навъи шудаанд ангии кореро тезтар, ё беҳтар аз компютер классикӣ, сифр аст. Ин чорабинӣ ба «болотар квантї» таъин, вале то ҳол ба он рӯй нест. Дар ҳоле ки ба он аст, ки ин метавонад зудтар ин сол рӯй медиҳад. Аксарияти инсайдерон гуфт, ки Google дӯстдошта равшан гурӯҳ, аз тарафи профессори физикаи Донишгоҳи Калифорния дар Санта Барбара, Юҳанно Мартин боиси аст. Мақсади он - ба даст овардани компютерҳои боло бо ёрии протсессори 49-qubit. Дар охири моҳи майи соли 2017 дастаи бомуваффақият ба чипи 22-qubit ҳамчун қадами фосилавии нисбат ба таљзия шудани компютери классикӣ биёзмудем.

Чӣ тавр он сар?

Ба андешаи истифодаи механикаи квантї барои коркарди иттилоот барои даҳсолаҳои. Яке аз чорабиниҳои асосии дар соли 1981 ба амал омад, вақте ки IBM ва MIT дар якҷоягӣ як конфронс оид ба физика компютеризатсия ташкил карда мешавад. Дар физики машҳур Ричард Feynman пешниҳод барои сохтани компютер квантї. Ба гуфтаи ӯ, барои моделиронӣ, бояд Бартарияти воситаҳои механикаи квантї мегирад. Ва аз он як масъалаи бузург аст, зеро он ба назар на он қадар осон аст. superposition ва ба доми - дар протсессори квантї принсипи фаъолияти аст, дар як қатор объектҳои бегона атоми асос ёфтааст. Дар зарра метавонад дар ду давлат дар як вақт бошад. Бо вуҷуди ин, вақте ки ченкунӣ хоҳад танҳо яке аз онҳо. Ва аз он ғайриимкон аст, барои пешгӯии, ки дар он, ба истиснои аз нуқтаи назари назарияи эҳтимолият. Ин таъсир дар асоси таҷрибаи фикр гурба Schrödinger кард, ки дар қуттии ҳамзамон мурда ва зинда он даме, ки аз нозир аст, ки ба дӯздидан peep аст. Ҳеҷ чиз дар ҳаёти ҳаррӯза кор дар ин роҳ. Бо вуҷуди ин, тақрибан 1 миллион таҷрибаҳо аз оғози асри ХХ гузаронида, нишон медиҳанд, ки дар таркиби вуҷуд надорад. Ва қадами оянда аст, figuring, ки чӣ тавр истифода бурдани ин консепсияи.

протсессори квантӣ: тавсифи кор

Лаҷом Classic метавонад арзиши 0 ё 1 дошта бошад, мумкин аст, ки ба афзун рақамҳо ҷалб тасвирҳо ва ғайра. Н. Qubit низ 0 бошад, агар хати тавассути «дарвозаҳои мантиқи» (г. ВА Ё, НА ва ғайра) пазмон, 1 ё ҳарду. Агар, бигӯ: 2 qubit ба доми, аз он медиҳад, ба онҳо комилан алоќаманд. навъи протсессори квантї метавонад дарвозаҳои мантиқ истифода баред. Т. Н. Hadamard дарвоза, барои мисол, мегузорад qubit дар ҳолати superposition аз комил. Агар superposition ва ба доми дар якҷоягӣ бо дарвозаҳои квантї моҳирона мавқеъи, ки сар ба воқеаҳо нерўи ҳисобҳо зерсохторњо-атом. 2 имкон медиҳад, ки омӯзиши qubit 4 гуфта шудааст: 00, 01, 10 ва 11. Принсипи фаъолияти протсессори квантї чунин, ки иҷрои амалиёти мантиқи имкон медиҳад, ба кор бо ҳамаи вазифаҳои дар як маротиба. Ва шумораи давлатҳои дастрас 2 қуввати шумораи qubits аст. Пас, агар шумо компютери квантї универсалии 50-qubit, он аст, назариявӣ имконпазир тафтиш ҳамаи 1.125 quadrillion таркиби ҳамзамон.

Kudity

протсессори квантӣ дар Русия гуногун дидани як каме. Олимон аз MIPT ва маркази квантї Русия "kudity» намояндагӣ чанд qubits "виртуалӣ" бо сатҳҳои гуногуни «энергетика» биёфарид.

амплитудаи

навъи протсессори квантї дорои бартарии, ки механикаи квантї аст, дар amplitudes асос ёфтааст. amplitudes эњтимолияти ададҳои комплексӣ монанд ҳастанд, вале онҳо низ манфӣ бошад, ва. Пас, агар шумо мехоҳед, ки ба ҳисоб эњтимолияти ҳодиса, шумо метавонед ҳама гуна амплитудаи имконоти рушди худ илова кунед. Ба андешаи компютер квантї аст, ки ба кӯшиш ба сабти намунаи дахолати дар тавре ки баъзе аз роҳҳои ҷавоб нодуруст а амплитудаи мусбат буд ва баъзе - як манфӣ, то ки онҳо мебуд, ҳар бекор. Як роҳи боиси ба ҷавоби дуруст мебуд amplitudes, ки дар марҳилаи бо якдигар доранд. Дар ҳиллаест, ин аст, ки ба шумо лозим аст, ки ташкили ҳар чизро, бе донистани дар пешакӣ чӣ ҷавоб дуруст аст. давлатҳои квантї Пас экспоненсиалии дар якҷоягӣ бо иқтидори дахолати байни amplitudes мусбат ва манфии як бартарии ин навъи ҳисоб аст.

алгоритми Shor кард

Бисёр вазифаҳое, ки ба компютер имконияти ҳал аст. Ба монанди рамзгузорӣ. Масъала дар он аст, ки дар он аст, то осон пайдо кардани омилҳои сарвазири як қатор 200-рақама нест. Ҳатто агар ноутбук фаъол аст бо нармафзор аъло, шумо метавонед ба интизор сол барои ёфтани ҷавоб. Аз ин рӯ, марҳилаи дигаре дар компютерҳо квантї табдил ёфтааст алгоритми дар соли 1994 аз тарафи Петрус Шор чоп аст, ки ҳоло як профессори математика дар MIT. усули худ аст, ба пайдо кардани омилҳои теъдоди зиёди бо истифода аз компютер квантї, ки вуҷуд надорад. Дар асл, алгоритми иҷро амалиёт, ки нишон майдони бо ҷавоби дуруст. Баъди як сол, соњилмустањкамкунї усули ислоҳи хатогиро квантї кашф. Пас, бисёр дарк кардаанд, ки дар он аст, - як усули алтернативии ҳисоб, ки дар баъзе мавридҳо метавонад қавитар. Сипас Якбора фоизҳо аз физикҳо эҷод qubits ва дарвозаҳои мантиқи миёни онҳост, аз паи. Ва акнун, ду даҳсола баъд аз инсоният нобудӣ эҷоди як компютер мукаммали квантї аст.