WTF Ar Qubits? Kvantinės skaičiavimo priemonės ir nuliai yra daug dalykų vienu metu

$config[ads_kvadrat] not found

Are We Ready for Quantum Computing? | Mark Mattingley-Scott | TEDxStuttgart

Are We Ready for Quantum Computing? | Mark Mattingley-Scott | TEDxStuttgart
Anonim

Šių dienų Qubits vis daugiau dėmesio skiria. Galbūt jūs girdėjote apie juos ir, jei turite, jūs tikriausiai žinote, kad tai yra kažkas daryti su kompiuteriais. Tiksliau, ką jie daro su kompiuteriais, yra paini, todėl, kol mes nardysime tiesiai, suprasime kolektyvinę galvą apie kvantinės skaičiavimo idėją. Kvantinės mechanikos sistemose gali būti labai savotiškas elgesys. Tarp jų yra superpozicija, kai dalelė yra dviejose vietose vienu metu, ir įsipainiojimas, kai vienos dalelės elgesys veikia kitų, tolimesnių dalelių elgesį. Tai nėra reiškiniai, kuriuos pastebime kasdieniame gyvenime, todėl nesirūpiname, kad šuo sėdi katėje, arba vienas iš jų patenka į sandėliuką, kuriame yra trys valstybės. Tai, kaip mes dabar statome kompiuterius, remiasi medžiagomis, vadinamomis tranzistoriais - vadinamaisiais puslaidininkiais, kurie sąveikauja su elektroniniais signalais, ir jie negali pasinaudoti kvantinėmis būsenomis. Kvantiniai kompiuteriai yra skirtingi.

Bet jei pastatėte kompiuterį padarė tiesiogiai elgtis su kvantiniais reiškiniais, jūsų elektroniniai prietaisai gali padaryti neįtikėtinus dalykus. Tokie kompiuteriai gali veikti nepaprastai greitai; per kelias sekundes persijokite duomenų griovelius. Šio darbo pagrindas yra duomenų pobūdžio transformavimas. Šiuo metu duomenys yra koduojami dvejetainiais skaitmenimis, kuriuos vadiname bitais, kurie egzistuoja tik kaip viena iš dviejų būsenų. Bet jei radote būdą, kaip padaryti bitų kvantą - tai yra daugelyje būsenų vienu metu - jie būtų kvantiniai bitai arba „qubitai“.

„Qubit“ konkrečiai dirba naudodamasis superpozicija ir turėdamas galimybę būti ne tik viena iš dviejų skirtingų būsenų, bet tuo pačiu metu abu narių. Tai tarsi šviesos jungiklis, kuris yra abu ir išjungti (tinkama metafora, kai manote, kad qubits yra pagrįsti tam tikromis fotonų poliarizacijomis).Tai keista, kad mes realiame pasaulyje galvojame, bet kvantinės fizikos pasaulyje tai nėra keista.

„Qubits“ taip pat demonstruoja kvantinį įsišaknijimą, nes jie gali veikti vienu metu - dar labiau pagreitinti duomenų valdomus procesus. Vykdomas kompiuteris vienu metu gali atlikti du dalykus arba vienu metu paleisti procesą kelis žingsnius.

Pvz., Tarkime, kad turite įrenginį, kuris eina per gilų duomenų, pvz., Visų žmonių telefono numerių visame pasaulyje, tvarkymą ir organizuodamas bei analizuodamas kiekvieną įrašą. Kvantinis kompiuteris, pagrįstas qubits, galėtų atlikti tokią užduotį daug greičiau, nes duomenų nereikia persiųsti po vieną. Kadangi duomenys gali užimti kelias būsenas, jis gali būti apdorojamas daug greičiau.

Kvantinis skaičiavimas pats savaime kyla, bet qubitų darbas buvo daug sunkiau stengiamasi. Per pastarąjį dešimtmetį buvo pasiekta išmatuojamų rezultatų. 2013 m. „Google“, bendradarbiaudama su NASA, pradėjo „Quantum Artificial Intelligence Lab“ ir sėkmingai pastatė 512 qubit D-Wave kvantinį kompiuterį. Praėjusį mėnesį mokslininkai išsprendė problemas, trukdančias kurti optinius qubitus; ir kiti atskleidė sėkmingą kažko, vadinamo „qutrit“, testą, kuris gali egzistuoti ne dviejuose, bet trys skirtingos viršutinės būsenos.

Ar kas nors iš jų turės įtakos mūsų sąsajai su masinės rinkos technologijomis? Tikėtina, kad qubit žinioms yra mažai praktinės vertės - ne tik suprasti, kas ateina ne tiek tolimoje ateityje.

$config[ads_kvadrat] not found