קוואַנטום פּראַסעסער: די באַשרייַבונג, פּרינציפּ פון אָפּעראַציע

קוואַנטום קאַמפּיוטינג, לפּחות אין טעאָריע, צו דערמאָנען אַ ביסל דעקאַדעס. מאָדערן טייפּס פון מאשינען וואָס נוצן ניט-קלאסישע מאַקאַניקס פֿאַר האַנדלינג פּאַטענטשאַלי אַנטאָולד אַמאַונץ פון דאַטע, האָבן ווערן אַ גרויס ברייקטרו. לויט צו די דעוועלאָפּערס, זייער ימפּלאַמענטיישאַן איז געווען טאָמער די מערסט sophisticated טעכנאָלאָגיע אלץ Created. קוואַנטום פּראַסעסערז אַרבעטן אין לעוועלס פון ענין, פון וואָס מענטשהייַט האט באקאנט בלויז 100 יאר צוריק. דער פּאָטענציעל פון אַזאַ חשבונות איז גוואַלדיק. ניצן טשודנע קוואַנטום פּראָפּערטיעס וועט גיכקייַט אַרויף די חשבונות, אַזוי פילע טאַסקס אַז ביסט איצט קלאסישע קאָמפּיוטערס קענען ניט פאַרגינענ זיך צו זיין ריזאַלווד. און ניט נאָר אין די פעלד פון כעמיע און מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט. וואנט סטריט איז אויך ווייַזונג אינטערעס.

ינוועסטינג אין די צוקונפֿט

קמע גרופּע האט ינוועסטאַד די וואַנקאָוווער פירמע 1קב אינפֿאָרמאַציע טעטשנאָלאָגיעס ינק, דעוועלאָפּס ווייכווארג פֿאַר קוואַנטום טיפּ פּראַסעסערז. לויט צו ינוועסטערז, די חשבונות זענען מסתּמא צו האָבן די גרעסטע פּראַל אויף די אינדוסטריע, וואָס אַרבעט מיט גרויס אַמאַונץ פון שפּירעוודיק דאַטע צו צייַט. אַ משל פון אַזאַ קאַסטאַמערז זענען פינאַנציעל אינסטיטוציעס. גאָלדמאַן סאַקס ינוועסטאַד אין ד-וואַווע סיסטעמס, און די פירמע אין-ק-תּל פונדעד דורך די סי.איי.עי.. דער ערשטער מאַנופאַקטורעס מאשינען וואָס מאַכן וואָס איז גערופֿן אַ "קוואַנטום אַנילינג", דאס הייסט. י דעסידעס די נידעריק-מדרגה אַפּטאַמאַזיישאַן פּראָבלעם ניצן אַ קוואַנטום פּראַסעסער. ינטעל איז אויך פאַרקנאַסט אין ינוועסטינג אין דעם טעכנאָלאָגיע, כאָטש עס האלט די ימפּלאַמענטיישאַן פון די צוקונפֿט געשעפט.

וואָס טאָן עס?

די סיבה אַז קוואַנטום קאַמפּיוטינג איז אַזוי יקסייטינג, ליגט אין זייער גאנץ קאָמבינאַציע מיט מאַשין לערנען. איצט, עס איז די הויפּט אַפּלאַקיישאַן פֿאַר אַזאַ חשבונות. צומ טייל דעם איז אַ קאַנסאַקוואַנס פון דעם געדאַנק פון אַ קוואַנטום קאָמפּיוטער - ניצן אַ גשמיות מיטל צו זוכן פֿאַר סאַלושאַנז. מאל דער באַגריף דערקלערט דורך די משל פון די שפּיל בייז בירדס. צו סימולירן דעם ינטעראַקשאַן פון ערלעכקייט און קאַליידינג אַבדזשעקס קפּו טאַבלעט ניצט מאַטאַמאַטיקאַל יקווייזשאַנז. קוואַנטום פּראָסעססאָרס שטעלן דעם צוגאַנג אויף זייַן קאָפּ. זיי "וואַרפן" אַ ביסל בירדס, און היטן וואָס כאַפּאַנז. ביי מיקראָטשיפּ געשריבן אַרבעט: עס איז אַ פויגל, זיי וואַרפן וואָס די אָפּטימאַל טרייַעקטאָריע? דעמאָלט אָפּגעשטעלט אַלע די מעגלעך סאַלושאַנז, אָדער לפּחות אַ זייער גרויס קאָמבינאַציע פון זיי, און די ענטפער איז געגעבן. אין אַ קוואַנטום קאָמפּיוטער פּראָבלעמס זענען סאַלווד ניט אַ מאַטעמאַטיקער, די געזעצן פון פיזיק אַרבעט אַנשטאָט.

ווי טוט עס אַרבעט?

די גרונט בנין בלאַקס פון אונדזער וועלט - די קוואַנטום-מאַקאַניקאַל. אויב איר קוק אין די מאַלאַקיולז, די סיבה פֿאַר וואָס זיי זענען געגרינדעט און בלייַבן סטאַביל - די ינטעראַקשאַן פון די עלעקטראָן אָרביטאַלס. אַלע קוואַנטום-מאַקאַניקאַל חשבונות זענען קאַנטיינד אין יעדער פון זיי. זייער נומער וואקסט עקספּאָונענשאַלי פאַרגרעסערן די נומער פון סימיאַלייטיד עלעקטראָנס. לעמאָשל, 50 עלעקטראָנס צו עקסיסטירן אין צוויי 50-גראַד אָפּציעס. דעם פענאָמענאַללי גרויס נומער, אַזוי עס קענען ניט רעכענען הייַנט. קשר אינפֿאָרמאַציע טעאָריע צו פיזיק קענען פונט די וועג צו סאַלווינג אַזאַ פּראָבלעמס. 50 קוביטאָוונאָמו קאָמפּיוטער קענען טאָן עס.

פאַרטאָג פון אַ ניו עראַ

לויט צו Landon Downs, פּרעזידענט און גלויבנס-גרינדער פון 1קביט, קוואַנטום פּראַסעסער - עס איז מעגלעך צו נוצן די פּראַסעסינג מאַכט פון די סובאַטאָמיק וועלט, עס איז קריטיש צו קריגן נייַ מאַטעריאַלס אָדער די שאַפונג פון נייַ מעדאַסאַנז. עס איז אַ יבעררוק פון די פּעראַדיים פון ופדעקונג צו אַ נייַ טקופע פון פּלאַן. לעמאָשל, קוואַנטום קאַמפּיוטינג קענען ווערן געניצט צו מאָדעל קאַטאַליסץ וואָס לאָזן צו עקסטראַקט טשאַד און ניטראָגען פון די אַטמאָספער, און אַזוי העלפן האַלטן גלאבאלע וואָרמינג.

אין דער פאָרעפראָנט פון פּראָגרעס

קהל פון דעוועלאָפּערס פון דעם טעכנאָלאָגיע איז גאָר יקסייטאַד און פאַרנומען טעטיקייט. טעאַמס אַרום די וועלט אין אָנהייב-אַפּס, קאָרפּעריישאַנז, אוניווערסיטעטן און רעגירונג לאַבז זענען בנין אַ ראַסע מאַשין, וואָס נוצן פאַרשידענע אַפּראָוטשיז צו קוואַנטום אינפֿאָרמאַציע פּראַסעסינג. קרעאַטעד קווביט סופּערקאָנדוקטינג קווביץ און טשיפּס אויף די קאַפּטשערד ייאַנז, וואָס ינוואַלווד ריסערטשערז פון דעם אוניווערסיטעט פון מאַרילאַנד און די נאַשאַנאַל אינסטיטוט פון סטאַנדאַרדס און טעכנאלאגיע. מייקראָסאָפֿט דעוועלאָפּס טאָפּאָלאָגיקאַל צוגאַנג גערופֿן סטיישאַן ק, דער ציל פון וואָס איז צו צולייגן ניט-אַבעליאַן אַניאָן וועמענס עקזיסטענץ האט ניט געווען קאַנקלוסיוולי פּראָווען.

יאָר פּראַבאַבאַל ברייקטרו

און דעם איז נאָר דער אָנהייב. אין די סוף פון מייַ 2017 די נומער פון קוואַנטום-טיפּ פּראַסעסערז זענען יוניקלי טאן עפּעס Faster אָדער בעסער ווי אַ קלאסישע קאָמפּיוטער, איז נול. דעם געשעעניש וועט שטעלן די "קוואַנטום העכערקייַט", אָבער אַזוי ווייַט עס האט ניט געשען. בשעת עס איז מסתּמא אַז דעם קען פּאַסירן ווי פרי ווי דעם יאָר. רובֿ ינסיידערז האט געזאגט אַז גוגל איז דער קלאָר באַליבט פון דער גרופּע, געפֿירט דורך לעקטורער פון Physics, אוניווערסיטעט פון California אין סאַנטאַ באַרבאַראַ, יוחנן מארטין. זייַן ציל - צו דערגרייכן העכער קאַמפּיוטינג מיט די הילף פון 49-קווביט פּראַסעסער. דורך דעם סוף פון מייַ 2017 מאַנשאַפֿט הצלחה טעסטעד די 22-קווביט שפּאָן ווי אַ ינטערמידייט שריט צו די דיסמאַנאַלינג פון קלאסישע סופּערקאַמפּיוטער.

ווי עס אַלע אנגעהויבן?

דער געדאַנק פון ניצן קוואַנטום מאַקאַניקס פֿאַר אינפֿאָרמאַציע פּראַסעסינג פֿאַר דעקאַדעס. איינער פון די שליסל געשעענישן occurred אין 1981, ווען יבם און MIT דזשוינטלי אָרגאַניזירט אַ זיצונג אויף קאַמפּיוטיישאַנאַל פיזיק. די באַרימט פיסיסיסט ריטשארד פיינמאַן פּראָפּאָסעד צו בויען אַ קוואַנטום קאָמפּיוטער. לויט צו אים, פֿאַר די סימיאַליישאַן זאָל נעמען מייַלע פון די מיטל פון קוואַנטום מאַקאַניקס. און עס ס אַ גרויס אַרויסרופן, ווייַל עס טוט נישט קוקן אַזוי גרינג. אין קוואַנטום פּראַסעסער אַפּערייטינג פּרינציפּ איז באזירט אויף אַ נומער פון מאָדנע פּראָפּערטיעס פון אַטאָמס - סופּערפּאָסיטיאָן און ענטאַנגלעמענט. די פּאַרטאַקאַל קענען זיין אין צוויי שטאַטן אין דער זעלביקער צייַט. אבער, ווען מעסטן עס וועט זיין נאָר איין פון זיי. און עס איז אוממעגלעך צו פאָרויסזאָגן אין וואָס, חוץ פֿון דער פּערספּעקטיוו פון די טעאָריע פון מאַשמאָעס. דעם ווירקונג איז די באזע פון אַ געדאַנק עקספּערימענט סטשרöדינגער ס קאַץ, וואָס איז אין דעם קעסטל סיימאַלטייניאַסלי טויט און לעבעדיק ווי לאַנג ווי די אַבזערווער איז נישט צו סניק פּיפּס. גאָרנישט אַרבעט אין וואָכעדיק לעבן אין דעם וועג. אָבער, וועגן 1 מיליאָן פון יקספּעראַמאַנץ באגלייט זינט דעם אָנהייב פון די twentieth יאָרהונדערט, ווייַזן אַז דער זאַץ טוט עקסיסטירן. און די ווייַטער שריט איז אויסרעכענען אויס ווי צו נוצן דעם באַגריף.

קוואַנטום פּראַסעסער: אַרבעט באַשרייַבונג

קלאַסיש ביטן קען האָבן די ווערט 0 אָדער 1, עס איז מעגלעך צו מערן נומערן, ציען בילדער און אַזוי אויף. ען קווביט קענען אויך זיין 0 אויב זיי פאַרפירן אַ שורה דורך "לאָגיק טויערן" (ד. און, אָדער, נישט, אאז"ו ו), 1 אָדער ביידע. אויב, זאָגן, 2 קווביט ענטאַנגגאַלד, עס מאכט זיי בישליימעס קאָראַלייטאַד. טיפּ קוואַנטום פּראַסעסער קענען נוצן לאָגיק טויערן. טי ען האַדאַמאַרד טויער, למשל, לייגט די קווביט אין אַ סופּערפּאָסיטיאָן שטאַט פון גאנץ. אויב סופּערפּאָסיטיאָן און ענטאַנגלעמענט קאַמביינד מיט קלעווערלי פּאַזישאַנד קוואַנטום טויערן, אַז אָנהייבן צו ונפאָלד דער פּאָטענציעל פון סאַב-אַטאָמישע חשבונות. 2 לאָזן דעם לערנען פון די קווביט 4 שטאַטן: 00, 01, 10 און 11. די אָפּעראַציע פּרינציפּ פון די קוואַנטום פּראַסעסער אַזאַ אַז דורכפירונג פון לאָגיק אַפּעריישאַנז מאכט עס מעגלעך צו אַרבעטן מיט אַלע שטעלעס אין אַמאָל. און די נומער פון פאַראַנען שטאַטן איז 2 צו די מאַכט פון די נומער פון קווביץ. אַזוי, אויב איר מאַכן אַ 50-קווביט וניווערסאַל קוואַנטום קאָמפּיוטער, עס איז טיערעטיקאַלי מעגלעך צו ונטערזוכן אַלע 1,125 קוואַדרילליאָן קאַמבאַניישאַנז סיימאַלטייניאַסלי.

קודיטי

קוואַנטום פּראַסעסער אין רוסלאַנד זען אַ קליין אנדערש. ססיענטיסץ פון מיפּט און רוסיש קוואַנטום צענטער Created "קודיטי" רעפּריזענטינג עטלעכע "ווירטואַל" קווביץ מיט פאַרשידן "ענערגיע" לעוועלס.

אַמפּליטוד

טיפּ קוואַנטום פּראַסעסער האט די מייַלע אַז קוואַנטום מאַקאַניקס איז באזירט אויף די אַמפּליטודעס. מאַשמאָעס אַמפּליטודעס זענען ענלעך, אָבער זיי קען אויך זיין נעגאַטיוו, און קאָמפּלעקס נומערן. אַזוי, אויב איר ווילן צו רעכענען די מאַשמאָעס פון אַ געשעעניש, איר קענען לייגן אַלע מינים פון אַמפּליטוד פון זייער אַנטוויקלונג אָפּציעס. דער געדאַנק פון קוואַנטום קאַמפּיוטינג איז צו פּרובירן צו סעטאַפּ די ינטערפערענסע מוסטער אַזוי אַז עטלעכע פון די וועגן צו פאַלש ענטפֿערס האט אַ positive אַמפּליטוד, און עטלעכע - אַ נעגאַטיוו, אַזוי זיי וואָלט באָטל מאַכן יעדער אנדערער. א דרך לידינג צו די ריכטיק ענטפֿערן וואָלט האָבן אַמפּליטודעס וואָס זענען אין לבֿנה מיט יעדער אנדערע. דער קונץ איז אַז איר דאַרפֿן צו אָרגאַניזירן אַלץ, אָן געוואוסט אין שטייַגן וואָס די ענטפֿערן איז ריכטיק. אַזוי עקספּאָונענשאַל קוואַנטום שטאַטן אין קאָמבינאַציע מיט די פּאָטענציעל פון ינטערפערענסע צווישן די positive און נעגאַטיוו אַמפּליטודעס איז אַ מייַלע פון דעם טיפּ פון קאַמפּיאַטיישאַן.

שאָר ס אַלגערידאַם

עס זענען פילע טאַסקס אַז די קאָמפּיוטער איז ניט געקענט צו האַלטן. אַזאַ ווי ענקריפּשאַן. די פּראָבלעם איז אַז עס איז נישט אַזוי גרינג צו געפֿינען די הויפּט סיבות פון אַ 200-ציפֿער נומער. אַפֿילו אויב די לאַפּטאַפּ איז פליסנדיק מיט ויסגעצייכנט ווייכווארג, איר זאלט האָבן צו וואַרטן פֿאַר יאָרן צו געפֿינען די ענטפֿערן. דעריבער, אן אנדער מיילסטאָון אין קוואַנטום קאַמפּיוטינג האט ווערן אַ אַלגערידאַם ארויס אין 1994 דורך Peter שאָר, איז איצט אַ פּראָפעסאָר פון מאטעמאטיק ביי MIT. זייַן אופֿן איז צו געפֿינען די סיבות פון אַ גרויס נומער דורך ניצן אַ קוואַנטום קאָמפּיוטער, וואָס האט נישט עקסיסטירן נאָך. אין פאַקט, די אַלגערידאַם פּערפאָרמס די אָפּעראַציע, וואָס אָנווייַזן די געגנט מיט די ריכטיק ענטפֿערן. די ווייַטערדיק יאָר, שאָר דיסקאַווערד אַ אופֿן פון קוואַנטום טעות קערעקשאַן. דערנאך, פילע האָבן איינגעזען אַז עס איז - אַן אנדער ברירה אופֿן פון כעזשבן, וואָס אין עטלעכע קאַסעס קענען זייַן מער שטאַרק. דעמאָלט נאכגעגאנגען אַ סערדזש פון אינטערעס פון פיסיסיסץ צו שאַפֿן קווביץ און לאָגיק טויערן צווישן זיי. און איצט, צוויי דעקאַדעס שפּעטער, מענטשהייַט איז אויף דער גרענעץ פון קריייטינג אַ פול-פלעדגעד קוואַנטום קאָמפּיוטער.