Quantephysik Prozessor: d'Beschreiwung, Prinzip vun der Operatioun

Quantephysik Rechenzäit, op d'mannst an Theorie, e puer Joerzéngten ze ernimmen. Modern Zorte vu Maschinnen déi fir Ëmgank potentiel Kricher Quantitéiten vun Donnéeën net-klassescher Mechanik benotzt, hunn eng grouss Chance ginn. Entspriechen den Entwéckler, war hir Ëmsetzung vläicht déi mechanesch Technik ëmmer hunn. Quantephysik Kontext um Niveau vun egal Bedreiwen, wouvun Mënschheet viru just 100 Joer bekannt ass. D'Potential vun esou Berechnungen ass Nol. schuns Quantephysik Eegeschafte mat de Berechnungen, esou vill Aufgaben wäert Vitesse an dass am Moment klassesch Computeren si kann net leeschten geléist gin. An net nëmmen am Beräich vun der Chimie a Material Wëssenschaft. Wall Street ass weist och Interessi.

Investitioun an d'Zukunft

Keesen gezielt Group huet d'Vancouver Firma 1QB Informatiounen Technologies Galaxy investéiert, entwéckelt Software fir Quantemechanik Typ Kontext. No Investisseuren, sinn dës Berechnungen wahrscheinlech de gréissten Impakt op d'Industrie ze hunn, déi mat grousse Quantitéiten vu sensiblen Donnéeën zu Zäit Aarbecht. E Beispill vun esou Clienten sinn finanziell Institutiounen. Goldman Sachs investéiert an D-Wave Systemer, an d'Firma Am-Q-Telefon vun der CIA finanzéiert. Déi éischt fabrizéiert Maschinnen dat maachen, wat e "Quantephysik annealing" genannt gëtt, dh. E. décidéiert der niddereg-Niveau akeef Problem engem Quantephysik Prozessor benotzt. Intel ass och an Investitioun an dës Technik engagéiert, obwuel et der Ëmsetzung vun der Zukunft Affär méngt.

Firwat dat?

De Grond, datt Quantephysik Rechenzäit esou spannend ass, läit an hir perfekt Kombinatioun mat Maschinn Léieren. Am Moment, ass et den Haaptgrond Uwendung fir esou Berechnungen. Deelweis ass dat eng Konsequenz vun der Iddi vun engem Quantephysik Computer - eng kierperlech Apparat fir Léisungen ze Sich benotzen. Heiansdo erkläert de Konzept vun der Beispill vum Match Angry Birds. der Interaktioun vun Gravitatioun a géigesäiteger Objete CPU Tablet benotzt mathematesch Equatiounen ze Lounerhéigung. Quantephysik Kontext huet dës Approche op hire Kapp. Si "geheien" e puer Villercher, a kucken wat geschitt. Um microchip schrëftlech Aufgab: et ass e Vugel, geheien se wat d'optimal trajectory? Dann iwwerpréift all méiglech Léisungen, oder op d'mannst eng ganz grouss Kombinatioun vun hinnen, an der Äntwert ginn ass. An engem Quantephysik Computer sinn Problemer geléist net e Mathematiker, amplaz de Gesetzer vun der Physik Aarbecht.

Wéi heescht et schaffen?

Der Basis Gebai spären vun eiser Welt - d'Quantephysik-mechanesch. Wann Dir op der Molekülle kucken, fir wat de Grond si gemaach ginn a bleiwen stabil - der Interaktioun vun der Elektronen orbitals. All Quantephysik-mechanesch Berechnungen sinn an all vun hinnen aus. Hir Zuel wiisst méi exponentially der Zuel vun surfen Elektronepueren. Zum Beispill, 50 Elektronepueren an zwou 50-Diplome Optiounen ze existéieren. Dëst phenomenally grouss Zuel, sou kann et net haut Berechent. Verbindung Informatiounen Theorie ze Physik kann de Wee ze léisen sou Problemer Punkt. 50 kubitovnomu Computer kann et maachen.

Sonnenopgang vun enger neier Ära

No Landon Déiften, President a Co-Grënner vun 1QBit, Quantephysik Prozessor - et ass méiglech der Veraarbechtung Muecht vun der subatomic Welt ze benotzen, ass et wichteg neit Material oder d'Schafung vun neien Medikamenter ze kréien. Et ass eng Verréckelung vun der Pitti vun Entdeckung fir eng nei Ära vun Design. Zum Beispill, kann Quantephysik Rechenzäit ginn catalysts zu Modell deen erlaben Kuelestoff a Stéckstoff vun der Atmosphär ze Extrait, an hëllefen domat global Äerderwäermung stoppen.

Um Offäll vum Fortschrëtt

Communautéit vun Entwéckler vun dëser Technik ass extrem opgereegt a beschäftegt Aktivitéit. Équipë ganzer Welt am Start-up'en, Entreprisen, Héichschoulen a Regierung Laboe sinn Gebai eng Course Auto, déi verschidden Approche zu Quantephysik Informatiounen Veraarbechtung benotzen. Geschaf qubit superconducting qubits a Fritten op d'Arc Protonen, déi Fuerscher vun der Universitéit vu Maryland an der National Institut vun Usproch an Technology Équipe. Microsoft entwéckelt topological Approche genannt Station Q, den Zweck vun deem ass net-Abelian anion huet hir Existenz ze Demande net conclusively bewisen ginn.

Joer eventuellen Verteidegung

An dat ass just den Ufank. Um Enn Mee 2017 d'Zuel vun Quantephysik-Typ Kontext eendeiteg maacht eppes méi séier oder besser wéi enger klassescher Computer, ass null. Dëst Evenement gëtt de "Quantephysik Iwwerleenheet", Formatioun awer esou wäit ass et net geschitt ass. Während et ass wahrscheinlech datt dëst als fréi wéi dëst Joer geschéie kéint. Stäerkste Insider sot, datt Google de kloer Léifsten vun der Grupp ass, geleet vum Professer fir Physik Universitéit vu Kalifornien bei Santa Barbara, John Martin. Seng Zweck - Luxuszëmmer Rechenzäit mat der Hëllef vun 49-qubit Prozessor ze erreechen. Vun Enn Mee 2017 Equipe erfollegräich getest der 22-qubit Chip als Mëttelstuf Schrëtt a Richtung vum Ofbau vun der klassescher supercomputer.

Wéi et all ugefaang?

D'Iddi mat Quantemechanik fir Informatiounen Veraarbechtung fir Joerzéngten. Eent vun de wichtegsten Evenementer geschitt an 1981, wou IBM a MIT zesummen eng Konferenz op computational Physik organiséiert. Déi berühmte Physiker Richard Feynman proposéiert e Quantephysik Computer ze bauen. No him, fir d'Simulatioun soll Virdeel vun de Mëttelen vun Quantemechanik huelen. An et ass eng grouss Erausfuerderung, well et net esou einfach kucken heescht. An Quantephysik Prozessor Betribssystemer Prinzip ass op eng Rei vu friemen Eegeschafte vun Atomer baséiert - superposition an entanglement. D'ëm kann op der selwechter Zäit vun zwee Staaten ginn. Allerdéngs, wann Miessunge ass et just ee vun hinnen ginn. An et ass onméiglech an deem, ausser aus der Perspektiv vun der Theorie vun Probabilitéit ze Viraus. Dësen Effekt ass d'Basis vun engem Gedanken Experimenter Schrödinger d'Kaz, déi an d'Linn drécke misst gläichzäiteg dout a lieweg wéi laang ass den Observateur net ze Tipp peep ass. Näischt Wierker am Alldag an dëser Aart a Weis. Mä iwwer 1 Millioun vun Experimenter zanter dem Ufank vun der zwanzegsten Joerhonnert gehaal, weisen datt d'Zesummesetzung heescht existéieren. An den nächste Schrëtt ass mr eraus wéi dat Konzept ze benotzen.

Quantephysik Prozessor: Aarbecht Beschreiwung

Klassesch Deeler kann de Wäert op 0 oder 1 hunn, et méiglech ass Nummeren och ëmmer méi intensivéiert, molen an esou op. N. Qubit kann och 0 gin wann se eng Linn duerch "Logik Paarte" verpasst (d. AND, ODER, NET, etc.), 1 oder béiden. Wann, soen, 2 qubit eranzéie gelooss, et mécht se perfekt soll. Typ Quantephysik Prozessor kann Logik Paarte benotzt. T. N. Hadamard Gate, zum Beispill, héichgehalen der qubit an engem superposition Staat perfekt. Wann superposition an entanglement mat freeën hir Quantephysik Paarte kombinéiert, dass d'Potential vun Ënner-atomarer Berechnungen ze Endeffekt fänken. 2 erlaben der Etude vun der qubit 4 Staaten: 00, 01, 10 an 11. Déi Operatioun Prinzip vun der Quantephysik Prozessor esou datt Ausféierung vun Logik Operatiounen et méiglech mécht op eemol mat all Positiounen ze schaffen. An d'Zuel vun sinn Staaten ass 2 fir d'Muecht vun der Zuel vun qubits. Also, wann Dir e 50-qubit allgemengt Quantephysik Computer maachen, ass et theoretesch méiglech all 1.125 quadrillion Kombinatioune gläichzäiteg ënnersicht.

Kudity

Quantephysik Prozessor an Russland gesinn e bëssen anescht. Wëssenschaftler aus MIPT a russesch Quantephysik Zentrum hunn "kudity" representéiert puer "virtuell" qubits mat verschiddenen "Energie" Niveauen.

Amplituden

Typ Quantephysik Prozessor huet de Virdeel, datt Quantemechanik op der Amplituden baséiert ass. Wahrscheinlechkeet Amplituden sinn ähnlech, mä si kann och negativ, an komplex Zuelen ginn. Also, wann Dir d'Wahrscheinlechkeet vun engem event op Berechent wëllt, kënnt Dir all Zorte vun Amplituden vun hirer Entwécklung Optiounen Foto. D'Iddi vun Quantephysik Rechenzäit ass ze charge ze probéieren d'Amëschen Muster sou datt e puer vun de Weeër un falsch Äntwerten engem positive Amplituden haten, an e puer - eng negativ, datt si géif all aner annuléieren. E Wee fir déi richteg Äntwert Virwaat hätt Amplituden déi mat all aner zu Phase sinn. D'markéiert ass, datt dir alles ze organiséieren brauchen, ouni am Viraus wëssen wat d'Äntwert richteg ass. Also exponential Quantephysik Staaten a Kombinatioun mat de Potential vun Amëschen tëscht dem positiv an negativ Amplituden ass en Virdeel vun dëser Zort vun Berechnung.

Shor d'Algorithmus

Et gi vill Aufgaben déi de Computer et ass ze léisen. Wéi Dateverschlësselung. De Problem ass, dass et net sou einfach ass de Premier Faktoren vun engem 200-Zifferen ze fannen. Och wann de Laptop mat excellent Software ass Lafen, kënnt dir musst fir Joer waarde bis d'Äntwert fannen. Dofir, huet eng aner Meilesteen an Quantephysik Rechenzäit engem Algorithmus 1994 vum Peter Shore publizéiert ginn, ass elo e Professer fir Mathematik um MIT. Seng Method ass d'Facteuren vun enger grousser Zuel ze fannen vun engem Quantephysik Computer benotzt, déi nach net existéiert huet. An Tatsaach, stécht den Algorithmus der Operatioun, déi d'Géigend mat déi richteg Äntwert weg. D'Joer drop, entdeckt Shore eng Method vun Quantephysik Feeler Korrektur. Dann, vill hu realiséiert, datt et ass - eng alternativ Method vun Berechnung, déi an e puer Fäll méi mächteg ginn. Dann duerno eng massiv vun Interessi vu Physiker qubits an Logik Paarte tëscht hinnen ze schafen. An elo, zwee Joerzéngte méi spéit, ass Mënschheet op der vif engem voll-vollwäerteg Quantephysik Computer vun schafen.