Die afgelope dekades het rekenaars baie vinnig ontwikkel. Trouens, in die geheue van een generasie, het hulle van groot lyne gegaan en groot kamers vir miniatuur tablette beset. Geheue en spoed het vinnig toegeneem. Maar die oomblik het dit gekom toe take verskyn wat buite die krag van selfs supermoondige moderne rekenaars was.
Wat is 'n kwantum rekenaar?
Die opkoms van nuwe take wat buite die beheer van gewone rekenaars is, het gedwing om nuwe geleenthede te soek. En as alternatief vir konvensionele rekenaars het kwantum verskyn. 'N Kwantumrekenaar is 'n rekenaartegniek, die basis van die aksie, wat gebaseer is op die elemente van kwantummeganika. Die belangrikste bepalings van kwantummeganika is aan die begin van die vorige eeu geformuleer. Sy voorkoms het dit moontlik gemaak om baie probleme van fisika op te los wat nie 'n oplossing in die klassieke fisika gevind het nie.
Alhoewel die teorie van quanta alreeds die tweede eeu tel, bly dit nog net verstaanbaar vir 'n nou spesialiskring. Maar daar is werklike resultate van kwantummeganika, waaraan ons alreeds gewoond is - laser tegnologie, tomografie. En aan die einde van die vorige eeu is die teorie van kwantumberekening ontwikkel deur die Sowjetfisikus Yu. Manin. Vyf jaar later onthul Dawid Deutsch die idee van 'n kwantummasjien.
Is daar 'n kwantum rekenaar?
Maar die verpersoonliking van idees was nie so eenvoudig nie. Periodiek is daar berigte dat 'n ander kwantumrekenaar geskep is. Die ontwikkeling van sodanige rekenaartegnologie word deur reuse op die gebied van inligtingstegnologie gewerk:
- D-Wave is 'n maatskappy uit Kanada, wat die eerste was om die produksie van bedryfskwantumrekenaars te begin. Nietemin debatteer spesialiste of hierdie rekenaars werklike kwantumrekenaars is en watter voordele hulle gee.
- IBM - het 'n kwantum rekenaar geskep, en dit vir internetgebruikers oopgemaak vir eksperimente met kwantumalgoritmes. Teen 2025 beplan die maatskappy om 'n model te skep wat reeds praktiese probleme kan oplos.
- Google - het die bekendstelling van hierdie jaar bekend gemaak van 'n rekenaar wat die meerderwaardigheid van kwantumrekenaars op konvensionele rekenaars kan bewys.
- In Mei 2017 het Chinese wetenskaplikes in Sjanghai gesê dat die mees kragtige kwantumrekenaar ter wêreld geskep is, wat analise in die frekwensie van seinverwerking oor 24 keer oortref.
- In Julie 2017, tydens die Moskoukonferensie oor Quantum Technologies, is aangekondig dat 'n 51 kwbitumrekenaar geskep is.
Wat is die verskil tussen 'n kwantum rekenaar en 'n gewone rekenaar?
Die fundamentele verskil van 'n kwantumrekenaar in die benadering tot die berekeningsproses.
- In 'n konvensionele verwerker word alle berekeninge gegrond op bisse wat in twee toestande 1 of 0 bestaan. Dit beteken dat al die werk verminder word om 'n groot hoeveelheid data te analiseer vir voldoening aan bepaalde voorwaardes. Die kwantumrekenaar is gebaseer op qubits (kwantumbisse). Hul kenmerk is die vermoë om in die staat 1, 0, en ook gelyktydig 1 en 0 te wees.
- Die vermoëns van 'n kwantumrekenaar word aansienlik verhoog, aangesien daar nie nodig is om die regte antwoord onder die stel te soek nie. In hierdie geval word die antwoord gekies uit die reeds beskikbare variante met 'n sekere waarskynlikheid van korrespondensie.
Waarvoor is 'n kwantum rekenaar?
Die beginsel van 'n kwantum rekenaar, gebou op die keuse van 'n oplossing met voldoende waarskynlikheid en die vermoë om so 'n oplossing baie keer vinniger as moderne rekenaars te vind, bepaal die doel van die gebruik daarvan. Eerstens, die opkoms van hierdie soort rekenaar tegnologie bekommer kriptograwe. Dit is as gevolg van die vermoë van 'n kwantumrekenaar om wagwoorde maklik te bereken. Dus, die mees kragtige kwantum rekenaar, geskep deur Russies-Amerikaanse wetenskaplikes, is in staat om sleutels te kry vir bestaande enkripsiestelsels.
Daar is ook nuttiger toegepaste take vir kwantumrekenaars. Hulle is verbind met die gedrag van elementêre deeltjies, genetika, gesondheidsorg, finansiële markte, die beskerming van netwerke van virusse, kunsmatige intelligensie en vele ander wat gewone rekenaars nie kan oplos nie.
Hoe word 'n kwantum rekenaar gereël?
Die konstruksie van 'n kwantum rekenaar is gebaseer op die gebruik van qubits. As fisiese prestasie van qubits wat tans gebruik word:
- ringe van supergeleiers met springers, met 'n multidireksie stroom;
- individuele atome, onder die invloed van laserstrale;
- ione;
- fotone;
- Variante van die gebruik van nanokristalle van halfgeleiers word ontwikkel.
Kwantum rekenaar - die beginsel van operasie
As daar sekerheid is met 'n klassieke rekenaar in die werk, dan is die vraag hoe 'n kwantum rekenaar werk, moeilik om te antwoord. Die beskrywing van die werking van 'n kwantumrekenaar is gebaseer op twee onbegryplike frases:
- die beginsel van superposisie is 'n kwbits-vraag wat gelyktydig in posisies 1 en 0 kan wees. Dit laat verskeie berekeninge gelyktydig toe, eerder as om opsies uit te sorteer, wat 'n groot wins in die tyd gee;
- Kwantumvervenging is 'n verskynsel wat deur A. Einstein genoteer word, wat die interkonneksie van twee deeltjies is. In eenvoudige woorde, as een van die deeltjies 'n positiewe heliciteit het, neem die tweede oomblik 'n positiewe heliciteit. Hierdie verhouding vind plaas ongeag die afstand.
Wie het die kwantum rekenaar uitgevind?
Die basis van kwantummeganika is aan die begin van die vorige eeu uiteengesit, as 'n hipotese. Die ontwikkeling is verbind met sulke briljante fisici soos Max Planck, A. Einstein, Paul Dirac. In 1980 het Antonov die idee van die moontlikheid van kwantumberekening voorgestel. En 'n jaar later het Richard Feyneman in teorie die eerste kwantumrekenaar gemodelleer.
Nou die skepping van kwantumrekenaars in die ontwikkelingsfase en selfs moeilik om te dink wat 'n kwantumrekenaar kan doen. Maar dit is absoluut duidelik dat die bemeestering van hierdie rigting mense baie nuwe ontdekkings in alle velde van die wetenskap sal bring, sal ons toelaat om na die mikro- en makrowêreld te kyk, om meer te leer oor die aard van verstand, genetika.