Kvant superpozitsiyasi

Kvant kompyuterlari - bu qayta ishlash quvvatining katta o'sishiga erishish uchun kvant mexanikasining ba'zi hodisalaridan foydalanadigan mamont mashinalar. Kvant kompyuterlari har qanday an'anaviy super statsionar kompyuterni nolga qadar qoldirishga qodir. Ko'pincha kvant ustunligi deb ataladigan narsa.
Bu shuni anglatadiki, biz hammamiz Internetda yoki video o'yinlarda o'ynash uchun kvant kompyuteriga ega bo'lamizmi? Albatta yo'q. Klassik mashinalar bizning muammolarimizni hal qilish uchun ham, bizning interaktiv bo'sh vaqtimiz uchun ham odatiy echim bo'lib qolaveradi. Bundan tashqari, eng tejamkor.
Kvant kompyuterlari ilm-fan, tibbiyot yoki genetika kabi har xil texnologik taraqqiyot sohalarida turtki bo'lishni va'da qilmoqda. Ba'zi kompaniyalar allaqachon yangi mahsulotlarini ishlab chiqish uchun ulardan foydalanishni boshlaydilar, masalan, termal yoqilg'ini to'liq almashtirish uchun yangi engil va bardoshli materiallar.

Kvant kompyuter qanday ishlaydi?

Ushbu mashinalar ular o'zlarining kuchlarini an'anaviy qo'shimcha qurilmalarga asoslamaydilar, bizning uyimizdagi kompyuterlarda bo'lgani kabi, bu ham katta hajmdagi grafik kartalar va protsessorlar haqida emas, balki miqdori va murakkabligi jihatidan bundan ham ko'proq narsani anglatadi. Kvant kompyuter kuchining siri uning kvant bitlarini yaratish yoki boshqarish qobiliyatida kubitlar.

Qubit nima?

An'anaviy kompyuterlar bit, megabayt, gigabit ... dan foydalanadi. Ularni va nollarni ifodalovchi elektr yoki optik impulslar oqimi. Onlaynda ko'rgan elektron pochtamiz, veb-saytimiz yoki filmimizdagi butun virtual dunyo uzoq nol va zanjir uchun juda muhimdir.
Kvant kompyuterlarida kubitlar, elektronlar yoki fotonlar kabi subatomik zarralar ishlatiladi. Kabi ba'zi kompaniyalarning yondashuvi Google chuqur fazodan pastroq haroratgacha sovigan supero'tkazuvchilar davrlariga tayanadi. Boshqalar esa elektromagnit maydonlarda alohida atomlarni silikon chipda, vakuum kamerasida ushlaydilar. Ikkala holatda ham kubitlarni boshqariladigan kvant holatiga ajratish maqsad qilingan.
Kubitlar o'ziga xos xususiyatlarga ega, bu ularning bir guruhini bir xil sonli ikkilik bitlarga qaraganda ko'proq ishlov berish quvvatini berishga qodir. Eng muhimi superpozitsiya va kvant chalkashligi deb ataladi.

Kvant superpozitsiyasi nima?

Kvant superpozitsiyasi tabiatda elementar zarracha bir vaqtning o'zida ikki yoki undan ortiq holatga ega bo'lganda paydo bo'ladi, bu fotonlar bilan sodir bo'ladi. ular bir vaqtning o'zida ikki xil joyda turishlari mumkin, bu oddiy jismoniy dunyoda tasavvur qilib bo'lmaydi.
Bu xususiyat elektron yoki neytron kabi boshqa zarralarda, atomlarda yoki hatto kichik molekulalarda ham kuzatiladi. Ushbu sayohat olimlarni kvant olami va biz haqiqiy dunyo deb ataydigan narsa o'rtasidagi chegara qaerda, zarracha kvant bo'lishni to'xtatganda va ma'lum fizik qonunlarga bo'ysunganda hayron qoldirdi.
Ushbu hodisa tufayli bir nechta kubitlar bir-biriga o'xshash kvant kompyuter bir vaqtning o'zida juda ko'p miqdordagi natijalarga erishishi mumkin.

Kvant chalkashligi

Ikkala kvant holatida mavjud bo'lgan "chigal" kubit juftlarini yaratishingiz mumkin. Kubitlardan birining holatini o'zgartiring bu bir-birining holatini bashorat qilinadigan tarzda bir zumda o'zgartirishi mumkin, bu siz bir-biringizdan uzoqroq bo'lsa ham bo'ladi.
Kvant chalkashligi aslida qanday va nima uchun ishlashi aniq noma'lum. Albert Eynshteynning o'zini chalg'itishi mumkin bo'lgan narsa, uni "uzoqdagi sudraluvchi harakat" deb ta'riflagan. Chalkashish kvant kompyuterlari uchun katta kuchga ega bo'lishi uchun juda muhimdir. Oddiy kompyuterda bitlar sonini ikki baravar ko'paytirish uning ishlash quvvatini ikki baravar oshiradi. Kvant kompyuteriga qo'shimcha kubitlar qo'shilsa, uning quvvati eksponent ravishda ko'payadi.
Ushbu mashinalar operatsiyalarni bajarish uchun bir xil kvant romashka zanjiriga bog'langan kubitlardan foydalanadilar. Mashinalarning maxsus ishlab chiqilgan kvant algoritmlari bilan hisob-kitoblarni tezlashtirish qobiliyati ularning shunchalik hayajonlanishiga sabab bo'ladi.
Ammo kvant kompyuterlari haqida gap ketganda hammasi ham istisno emas, chunki ular xatolarga juda moyil, hisoblashning nomuvofiqligi tufayli.

Mos kelmaslik

Bu kvant xatti-harakatining parchalanishiga olib keladigan va kubitlarning atrof-muhit bilan o'zaro ta'siri tufayli yo'q bo'lib ketadigan hodisadir, chunki ularning kvant holati juda zaifdir. Biroz tebranish yoki haroratning o'zgarishi bu vazifani bajarishdan oldin bir-birining ustiga chiqib ketishiga olib kelishi mumkin.. Shu sababli, kubitlar odatda muzlatgichlarda va vakuum kameralarida juda past haroratda saqlanadi.

Google-ning kvant kompyuteri

Google Shimoliy Amerika giganti kvant texnologiyasi haqida gap ketganda orqada qolishni istamagan 200 soniyada hisoblashni amalga oshirishga qodir bo'lgan kvant kompyuterini ishlab chiqdi, bu an'anaviy super kompyuterda o'n ming yil davom etishi mumkin edi. Shuning uchun u kvant kompyuterlari yaqin kelajak ekanligini e'lon qiladi. Garchi uning raqobati IBM nihoyasiga etmasa ham.
Neytral tadqiqotchilar shuni ko'rsatadiki, Google-ning kvant kompyuteri tasodifiy sonli hisoblashni amalga oshirishi kerak edi, bu faqat kompyuterning barcha tarkibiy qismlari mukammal uyg'unlikda ishlaganda.