RekenaarsToerusting

Quantum verwerker: die beskrywing, beginsel van werking

Quantum computing, ten minste in teorie, om 'n paar dekades te noem. Moderne vorme van masjiene wat nie-klassieke meganika gebruik vir die hantering van potensieel ongekende hoeveelhede data, het 'n groot deurbraak geword. Volgens die ontwikkelaars, die implementering daarvan was miskien die mees gevorderde tegnologie wat ooit geskep. Quantum verwerkers bedryf op vlakke van materie, waarvan mens net 100 jaar gelede geken het. Die potensiaal van sodanige berekeninge is enorm. Die gebruik van bisarre kwantum eienskappe sal die bespoediging van die berekeninge, so baie take wat tans klassieke rekenaars kan nie bekostig om opgelos. En nie net op die gebied van chemie en materiaal wetenskap. Wall Street is ook toon belangstelling.

Belê in die toekoms

CME Group het die Vancouver maatskappy 1QB Information Technologies Inc. belê, ontwikkel sagteware vir Quantum tipe verwerkers. Volgens beleggers, hierdie berekeninge is geneig om die grootste impak op die bedryf, wat werk met groot hoeveelhede van sensitiewe data om tyd te hê. 'N Voorbeeld van so 'n kliënte is finansiële instellings. Goldman Sachs belê in D-Wave Systems, en die maatskappy In-Q-Tel befonds deur die CIA. Die eerste vervaardig masjiene wat maak wat 'n "kwantum uitgloeiing", dit wil sê genoem. E. besluit die lae-vlak optimeringsprobleem met behulp van 'n kwantum-verwerker. Intel is ook besig met 'n belegging in hierdie tegnologie, hoewel dit die implementering van die toekomstige besigheid beskou.

Hoekom dit doen?

Die rede is dat quantum computing is so opwindend, lê in hul perfekte kombinasie met masjien leer. Op die oomblik is dit die belangrikste aansoek om sodanige berekeninge. Deels is hierdie 'n gevolg van die idee van 'n kwantum rekenaar - die gebruik van 'n fisiese toestel om te soek na oplossings. Soms is die konsep verduidelik deur die voorbeeld van die spel Angry Birds. Om die interaksie van swaartekrag te boots en 'n botsing voorwerpe CPU tablet gebruik wiskundige vergelykings. Quantum Processors sit hierdie benadering op sy kop. Hulle "gooi" 'n paar voëls, en kyk wat gebeur. Op mikroskyfie geskryf taak: dit is 'n voël, hulle gooi wat die optimale trajek? Dan nagegaan al die moontlike oplossings, of ten minste 'n baie groot kombinasie van hulle, en die antwoord is gegee. In 'n kwantum rekenaar is probleme opgelos nie 'n wiskundige, die wette van fisika werk in plaas.

Hoe werk dit?

Die basiese boustene van ons wêreld - die kwantum-meganiese. As jy kyk na die molekules, die rede waarvoor hulle gevorm en stabiel bly - die interaksie van die elektron orbitale. Alle kwantum-meganiese berekeninge is vervat in elkeen van hulle. Hulle getal groei eksponensieel die aantal gesimuleerde elektrone verhoog. Byvoorbeeld, 50 elektrone bestaan in twee 50-graad opsies. Dit fenomenaal groot aantal, so dit kan nie bereken vandag. Verbinding inligting teorie fisika kan die pad tot die oplossing van sulke probleme wys. 50 kubitovnomu rekenaar kan dit doen.

Dawn van 'n nuwe era

Volgens Landon Downs, president en mede-stigter van 1QBit, kwantum verwerker - is dit moontlik om die verwerking krag van die subatomiese wêreld gebruik, is dit noodsaaklik om nuwe materiaal of die skepping van nuwe medisyne te bekom. Daar is 'n verskuiwing van die paradigma van ontdekking van 'n nuwe era van ontwerp. Byvoorbeeld, kan quantum computing gebruik word om katalisators wat toelaat dat koolstof en stikstof uit die atmosfeer te, en dus help om aardverwarming te modelleer.

Aan die voorpunt van vooruitgang

gemeenskap van ontwikkelaars van hierdie tegnologie is baie opgewonde en besige aktiwiteit. Spanne regoor die wêreld in nuwe ondernemings, korporasies, universiteite en die regering laboratoriums bou 'n renmotor, wat verskillende benaderings tot kwantum inligting verwerking gebruik. Geskep qubit supergeleidende qubits en chips op die gevang ione, wat navorsers van die Universiteit van Maryland en die Nasionale Instituut van Standaarde en Tegnologie betrokke. Microsoft ontwikkel topologiese benadering genoem Station Q, die doel daarvan is om nie-Abelse anioon wie se bestaan is nie finaal bewys toe te pas.

Jaar waarskynlik deurbraak

En dit is net die begin. Aan die einde van Mei 2017 die aantal kwantum-tipe verwerkers uniek iets doen vinniger of beter as 'n klassieke rekenaar, is nul. Hierdie gebeurtenis sal die "kwantum meerderwaardigheid" gestel, maar tot dusver het dit nie gebeur het nie. Terwyl dit is waarskynlik dat hierdie so vroeg as hierdie jaar kan gebeur. Die meeste insiders het gesê dat Google is die duidelike gunsteling van die groep, onder leiding van professor van fisika, Universiteit van Kalifornië in Santa Barbara, John Martin. Die doel - om beter rekenaar te bereik met die hulp van 49-qubit verwerker. Teen die einde van Mei 2017 span suksesvol die 22-qubit chip getoets as 'n intermediêre stap in die rigting van die aftakeling van klassieke supercomputer.

Hoe dit alles begin?

Die idee van die gebruik van kwantummeganika vir die verwerking van inligting vir dekades. Een van die belangrikste gebeure plaasgevind het in 1981, toe IBM en MIT gesamentlik georganiseer 'n konferensie oor computational fisika. Die beroemde fisikus Richard Feynman voorgestel dat 'n kwantum rekenaar te bou. Volgens hom, vir die simulasie moet voordeel te trek uit die middel van kwantummeganika. En dit is 'n groot uitdaging, omdat dit nie so maklik lyk. In kwantum verwerker werkbeginsel is gebaseer op 'n aantal vreemde eienskappe van atome - superposisie en verstrengeling. Die deeltjie kan wees in twee state terselfdertyd. Maar wanneer die meet dit sal wees net een van hulle. En dit is onmoontlik om te voorspel in watter, behalwe uit die perspektief van die teorie van waarskynlikheid. Hierdie effek is die basis van 'n gedagte-eksperiment Schrödinger se kat, wat is in die boks gelyktydig dood en lewe solank as wat die waarnemer is nie te loer sluip. Niks werk in die alledaagse lewe op hierdie manier. Maar ongeveer 1 miljoen van eksperimente wat sedert die begin van die twintigste eeu, toon dat die samestelling bestaan. En die volgende stap is uitzoeken hoe om hierdie konsep te gebruik.

Quantum verwerker: posbeskrywing

Classic stukkies kan die waarde 0 of 1 het, is dit moontlik om getalle te vermenigvuldig, foto's te trek en so aan. N. Qubit kan ook 0 as hulle 'n streep deur "logiese hekke" (d. EN, OF, NIE, ens) mis, 1 of beide. As, sê, 2 qubit verstrengel, dit maak hulle perfek gekorreleer. tik kwantum verwerker kan logiese hekke te gebruik. T. N. Hadamard-hek, byvoorbeeld, sit die qubit in 'n superposisie toestand van volmaakte. As superposisie en verstrengeling gekombineer met slim geposisioneer kwantum hekke, wat begin om die potensiaal van sub-atomiese berekeninge ontvou. 2 toelaat dat die studie van die qubit 4 lande: 00, 01, 10 en 11. Die werking beginsel van die kwantum verwerker sodanig dat uitvoering van logika bedrywighede maak dit moontlik om te werk met alle posisies op een slag. En die aantal beskikbare state is 2 tot die mag van die aantal qubits. Dus, as jy 'n 50-qubit universele kwantum rekenaar maak, is dit teoreties moontlik om al 1125 quadriljoen kombinasies gelyktydig ondersoek.

Kudity

Quantum verwerker in Rusland sien 'n bietjie anders. Wetenskaplikes van MIPT en Russiese kwantum sentrum geskep "kudity" verteenwoordig 'n hele paar "virtuele" qubits met verskeie "energie" vlakke.

amplitude

tik kwantum verwerker het die voordeel dat die kwantummeganika is gebaseer op die amplitudes. Waarskynlikheid amplitudes is soortgelyk, maar hulle kan ook negatief wees, en komplekse getalle. Dus, as jy wil hê dat die waarskynlikheid van 'n gebeurtenis te bereken, kan jy alle soorte voeg van amplitude van hul ontwikkeling opsies. Die idee van quantum computing is om te probeer om te installeer die interferensiepatroon so dat sommige van die maniere om verkeerde antwoorde het 'n positiewe amplitude, en 'n paar - 'n negatiewe, sodat hulle sal mekaar kanselleer. A pad wat lei tot die korrekte antwoord sal amplitudes wat in fase met mekaar het. Die truuk is dat jy nodig het om alles te organiseer, sonder om te weet vooraf wat die antwoord korrek is. So eksponensiële kwantum state in kombinasie met die potensiaal van inmenging tussen die positiewe en negatiewe amplitudes is 'n voordeel van hierdie tipe van berekening.

Shor se algoritme

Daar is baie take wat die rekenaar in staat is om op te los. Soos enkripsie. Die probleem is dat dit nie so maklik om die priemfaktore van 'n 200-syfergetal vind. Selfs al is die laptop loop met 'n uitstekende sagteware, kan jy hoef te wag vir die komende jaar die antwoord te vind. Daarom het nog 'n mylpaal in quantum computing 'n algoritme gepubliseer in 1994 deur Peter Shore word, is nou 'n professor van wiskunde by MIT. Sy metode is om die faktore van 'n groot aantal vind deur die gebruik van 'n kwantum rekenaar, wat nog nie bestaan het nie. Trouens, die algoritme voer die operasie, wat die gebied met die korrekte antwoord aan te dui. Die volgende jaar, Shore ontdek 'n metode van kwantum foutkorreksie. Dan, baie het besef dat dit is - 'n alternatiewe metode van berekening, wat in sommige gevalle meer kragtige kan wees. Daarna het 'n oplewing van belangstelling van fisici aan qubits en logiese hekke tussen hulle te skep. En nou, twee dekades later, die mensdom is op die rand van die skep van 'n volwaardige kwantum rekenaar.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 af.birmiss.com. Theme powered by WordPress.