Prozesadore Quantum: azalpena, funtzionamendu printzipioa

informatika Quantum, teorian behintzat, hamarkada batzuk aipatzearren. ez-klasikoa mekanika erabiltzen duten potentzialki datu kopuru untold lantzeko makina mota Modernoak, aurrerapauso handiak bihurtu dira. garatzaileei arabera, horiek ezartzeko zen agian gehien sofistikatu teknologia inoiz sortu. prozesadoreak Quantum materiaren maila, eta horietako gizadiaren duela 100 urte baino ezagutzen funtzionatzeko. Kalkulu horien potentziala izugarria da. Eulate kuantikoaren propietate zereginak hainbeste gaur egun ordenagailuak klasikoa dira erabiltzea azkartzeko kalkuluak, ordaindu ezin konpondu ahal izateko. Eta ez bakarrik kimika eta materialen zientziaren eremuan. Wall Street ere interes erakutsiz.

etorkizunean inbertitzea

CME Group Vancouver konpainia 1QB Informazioa Technologies Inc. inbertitu ditu, software garatzen Quantum mota prozesadoreak da. inbertitzaileen arabera, kalkulu horiek litekeena industrian, datu sentikorrak kopuru handiak denbora lan bertan eragin handiena izan dira. bezeroei, hala nola adibide bat finantza-erakundeak dira. Goldman Sachs D-Wave Systems inbertitu, eta In-Q-Tel konpainiak CIA finantzatu. Lehena makinak zer bat "suberaketa kuantikoa", hau deitzen da egiten duten fabrikatzen. E. behe-mailako optimizazioa arazoa prozesadore kuantikoa erabiliz erabakitzen. Intel, gainera teknologia hori inbertitzen arduratzen da, iruditzen nahiz etorkizuneko negozio ezartzeko.

Zergatik da?

Arrazoia informatika kuantikoaren dela, beraz, zirraragarria, beren makinen ikasketa batzuekin batera perfektua datza. Gaur egun, kalkuluak, hala nola aplikazio nagusia da. Hodeiak honen ondorioa da irtenbideak bilatzeko gailu fisiko bat erabiliz - ordenagailu kuantikoa ideia. Batzuetan kontzeptua jokoa Haserre Birds adibidea azaldu. grabitatearen elkarreragina simulatu eta talka objektuak CPU tablet Ekuazio matematiko erabiltzen du. Quantum Prozesadoreak jarri planteamendu hau bere burua. Dute "bota" gutxi hegazti bat, eta ikusi zer gertatzen den. mikrotxip idatzitako berean zeregina: da hegazti bat, zer ibilbidea optimoa bota dute? Ondoren hautatuta ahalik soluzio guztiak, edo gutxienez bien konbinazioa oso handia da, eta erantzuna eman. kuantikoa ordenagailuaren arazoak konpondu ez matematikaria, fisika lan legeak ordez.

Nola funtzionatzen du?

Oinarrizko eraikinaren gure munduaren bloke - kuantikoa-mekanikoa. begiratuz molekulak begiratuz gero, eta horretarako eratutako dira eta arrazoia egonkor mantenduko - elektroia orbital elkarrekintza. kuantikoaren-mekanikoa kalkulu guztiak dira horietako bakoitzean jasotako. Haien kopurua esponentzialki hazten handitzeko elektroiak simulatu-kopurua. Adibidez, 50 elektroiak bi 50 graduko aukera existitzen. phenomenally Hau ugari, beraz, ezin da gaur kalkulatzeko. Connection informazio fisika teoria arazo hala nola konpontzen bidea seinalatu. 50 kubitovnomu ordenagailuan egin dezakezu.

aro berri baten Dawn

Landon Downs, presidentea eta 1QBit sortzaileetako, prozesadore kuantikoaren arabera - posible da tratamenduari subatomiko munduan boterea erabiltzeko, ezinbestekoa da material berria edo sendagaiak berriak sortzea lortzeko. Ez dago aurkikuntza paradigma aldaketa baten diseinua aro berri bat da. Adibidez, informatika kuantikoaren erabili ahal izango da bertan, karbono eta nitrogeno ateratzeko giroa, eta beraz, lagun gelditu berotze globalaren uzten katalizatzaile ereduetan.

aurrerapen abangoardian

Teknologia honen garatzaile komunitatea oso hunkituta eta lanpetuta jarduera da. Irteeran-ups, korporazio, unibertsitate eta gobernu laborategietan mundu osoko taldeak dira lasterketa auto bat, kuantikoaren informazioa prozesatzeko hainbat ikuspegi erabil bertan eraikitzeko. Sortua qubit supereroale qubits eta patata frijituak harrapatutako ioiak, parte Maryland Unibertsitateko eta Instituto Nacional Arauak eta Teknologia ikertzaile orrian. Microsoft Station Q izeneko topologikoa hurbilketa, eta horren helburua da kanpoko abeldar anioia horren existentzia ez da erabat frogatua aplikatzeko garatzen.

Urtea litekeena aurrerapauso

Eta hau hasiera besterik ez da. Maiatza 2017 amaieran kuantikoaren motako prozesadore kopuruaren dira bakarrean zerbait egiten azkarrago edo ordenagailu klasiko bat baino hobeto, zero da. Gertaera honek "nagusitasun kuantikoa" ezarri du, baina orain arte ez da gertatu. litekeena da bitartean, hori bezain goiz aurten bezala gerta liteke. insiders gehienek esan Googlek taldea, Fisika irakaslea, University of California Santa Barbara berean, John Martin buru gogokoena argia da. Bere helburua - superior informatika lortzeko 49-qubit prozesadore laguntzarekin. Maiatzaren amaieran By 2017 taldeak arrakastaz probatu 22-qubit txipa superordenagailu klasikoa desegitea bidean tarteko urrats gisa.

Nola hasi zen dena?

Informazio prozesatzeko mekanika kuantikoa erabiliz hamarkadatan ideia. funtsezko gertakari bat 1981ean gertatu, noiz IBM eta MIT elkarrekin fisika konputazionala buruzko jardunaldi bat antolatu du. The fisikari ospetsua Richard Feynman proposatu ordenagailu kuantikoa bat eraikitzeko. Haren arabera, simulazio egiteko aprobetxatu behar mekanika kuantikoaren bideen. Eta erronka handi bat da, ez duelako itxura hain erraza. gainjartze eta entanglement - prozesadore kuantikoan eragile printzipioa Atomo propietate arraro kopuru bat oinarritzen da. partikula bi estatuetan izan daiteke, aldi berean. Hala ere, neurtzeko besterik horietako bat izango da. Eta ezinezkoa da bertan iragartzeko, probabilitatea teoriaren ikuspuntutik ezik. Efektu honek pentsamendu esperimentu bat Schrödingerren katua, bertan koadroko da aldi berean hilda eta bizirik betiere behatzaile ez peep Sneak gisa oinarria da. Ezer eguneroko bizitzan lan egiten du modu horretan. Hala ere, 1 milioi XX mendearen hasieran geroztik burutu esperimentuak, erakutsi konposaketa dela existitzen. Eta hurrengo urratsa da kalkulatzen kontzeptu hori nola erabili.

prozesadore Quantum: lan deskribapena

Classic bit balioa 0 edo 1 izan daiteke, posible da zenbakiak biderkatu, argazkiak marraztu eta abar. N. qubit halaber 0 izan daiteke lerro bat "logika ate" (d. ETA, EDO, EZ, eta abar) bidez galdu badute, 1 edo biak. Bada, adibidez, 2 qubit korapilatu, primeran korrelazioan haiek egiten du. idatz prozesadore kuantikoaren logika ate erabil daiteke. T. N. Hadamard atea, adibidez, qubit jartzen bestearen perfektua egoera batean. gainjartze eta entanglement cleverly kokatu kuantikoaren ateak, azpi-atomikoa kalkuluak potentziala zabaltzen hasten diren konbinatzen bada. 2 baimendu du qubit 4 estatu azterketan: 00, 01, 10 eta 11. funtzionamendua kuantikoaren prozesadorea, hala nola printzipioa logika eragiketak gauzatzea egiten den aldi berean posizio guztiekin lan posible. Eta eskuragarri estatu-kopurua 2 da qubits kopuruaren boterea da. Beraz, 50-qubit kuantikoaren unibertsala ordenagailu bat izanez gero, teorikoki posible da aldi berean guztiak 1.125 quadrillion konbinazioak aztertzeko.

Kudity

Errusian prozesadore Quantum ikusi apur bat ezberdina izan. MIPT eta errusiera kuantikoaren zentroko zientzialariek sortutako "kudity" hainbat hainbat "energia" mailekin qubits "birtuala" ordezkari.

anplitude

idatz kuantikoaren prozesadore abantaila mekanika kuantikoa da amplitudes oinarritzen da. Probabilitate amplitudes zenbaki konplexuak antzekoak dira, baina baita negatiboa izan dezakete, eta. Beraz, gertaera baten probabilitatea kalkulatzeko nahi baduzu, mota guztietako gehitu dezakezu bere garapen aukeren anplitudea. informatika kuantikoaren Ideia da konfigurazioa saiatuko interferentzia patroia beraz erantzun oker moduak batzuk anplitudea positiboa izan, eta batzuk - negatiboa, beraz, elkarren bertan behera lukete. Bide bat erantzun zuzena liderra bertan elkarren fasean daude amplitudes izango lituzke. Trick da dena antolatzeko, zer Erantzuna zuzena aldez aurretik jakin gabe behar duzula. the amplitudes positiboak eta negatiboak arteko interferentzia potentziala konbinatuta Beraz esponentzialean quantum konputazio mota honen abantaila bat da.

Shor en algoritmoa

Badira zereginak askok ordenagailua ezin da ebatzi da. enkriptatze esaterako. Arazoa da ez dela hain erraza 200 digituko zenbaki bat faktore lehen aurkitu. eramangarria software bikainekin exekutatzen bada ere, beste urte erantzuna aurkitu itxaron behar izatea. Beraz, informatika kuantikoaren mugarri beste 1994an argitaratu Peter Shore by algoritmo bat bihurtu da, matematika irakaslea MIT dago orain. Bere metodoa da kopuru handi baten faktoreak aurkitu ordenagailu kuantikoa, eta hori ez da existitzen oraindik erabiliz. Izan ere, algoritmoa funtzionamendua, erantzun zuzena area adierazi bertan burutzen. Hurrengo urtean, Shore kuantikoaren error zuzenketa metodo bat aurkitu dute. Orduan, askok konturatu dela - Kalkulu metodo alternatibo bat, eta horrek zenbait kasutan ahaltsuagoa izan daiteke. Gero eta jarraian fisikariek interes areagotu haien arteko qubits eta logika ate sortzeko. Eta orain, bi hamarkada geroago, gizateriaren ordenagailu kuantikoaren full-fledged bat sortzeko zorian dago.