Próiseálaí Quantum: tuairisc, prionsabal oibríochta

ríomhaireacht chandamach, ar a laghad, go teoiriciúil, a lua cúpla scór bliain. Cineálacha nua-aimseartha de mheaisíní a úsáideann Meicnic neamh-clasaiceach chun déileáil le d'fhéadfadh méideanna thab de shonraí, bheith ina bhfuil cinn mór. Dar leis na forbróirí, bhí a gcur i bhfeidhm dócha gurb é an teicneolaíocht is sofaisticiúla a cruthaíodh riamh. oibriú próiseálaithe Quantum ag leibhéil ábhair, ar tugadh cine daonna ar eolas ach 100 bliain ó shin. Is é an cumas na n-áireamh a leithéid ollmhór. Ní féidir Ag baint úsáide as airíonna candam aisteach a dlús a chur leis ríomhaireachtaí, an oiread sin cúraimí sin nach bhfuil ríomhairí clasaiceach faoi láthair acmhainn a réiteach. Agus ní hamháin i réimse na ceimice agus ábhair eolaíochta. Wall Street ag taispeáint chomh maith spéise.

Infheistiú sa todhchaí

CME Grúpa infheistigh an chuideachta Vancouver 1QB Teicneolaíochtaí Faisnéise Inc, forbraíonn bogearraí do phróiseálaithe chineál Quantum. De réir infheisteoirí, is dócha go mbeadh an tionchar is mó ar an tionscal, a oibríonn le go leor sonraí íogaire go ham na ríomhanna. Tá sampla de chustaiméirí cosúil le hinstitiúidí airgeadais. Goldman Sachs infheistiú i D-Tonn Córais, agus an chuideachta In-Q-Teil maoinithe ag an CIA. An chéad meaisíní a dhéanann rud ar a dtugtar "annealing chandamach", ie mhonaraíonn. E. A chinneadh an fhadhb leas iomlán a bhaint íseal-leibhéal ag baint úsáide as próiseálaí chandamach. Intel Tá plé freisin infheistiú sa teicneolaíocht, cé go measann siad nach bhfuil cur chun feidhme an ghnó sa todhchaí.

Cén fáth a dhéanamh?

An chúis go bhfuil ríomhaireacht chandamach chomh spreagúil luíonn, ina meascán foirfe le foghlaim meaisín. Faoi láthair, is é an t-iarratas is mó le haghaidh ríomhaireachtaí den sórt sin. Teocht is é seo mar thoradh ar an smaoineamh ar ríomhaire candamach - ag baint úsáide as gléas fisiciúil chun cuardach a dhéanamh ar réitigh. Uaireanta mhínigh an coincheap ag an sampla de an chluiche Éin Angry. Chun insamhail an idirghníomhaíocht na domhantarraingthe agus Úsáideann réada colliding LAP tablet cothromóidí matamaiticiúla. Quantum Próiseálaithe a chur leis an gcur chuige ar a cheann. Siad "caith" cúpla éin, agus é ag breathnú cad a tharlaíonn. Ag mhicrishlis scríofa tasc: tá sé ina éan, caith siad cad é an trajectory is fearr is féidir? Ansin sheiceáil go léir na réitigh a d'fhéadfadh, nó ar a laghad meascán an-mhór acu, agus tá an freagra a thug. I candam ríomhaire fadhbanna a réiteach nach bhfuil matamaiticeoir, na dlíthe na hoibre fisice ina ionad.

Conas a oibríonn sé?

Na bloic thógála bhunúsacha ar ár saol - an candam-mheicniúil. Má fhéachann tú ar na móilíní, an chúis a bhfuil siad déanta agus fós seasmhach - an idirghníomhaíocht na fithiseáin leictreon. Gach ríomhanna candam-mheicniúil le fáil i ngach ceann acu. fhásann a n-uimhir a mhéadú exponentially líon na leictreon insamhladh. Mar shampla, 50 leictreon a bheith ann in dhá rogha 50-céime. Seo phenomenally líon mór, mar sin ní féidir é a ríomh sa lá atá inniu. Is féidir le teoiric faisnéise Nasc leis an bhfisic pointe ar an mbealach a réiteach fadhbanna den sórt sin. Is féidir le 50 ríomhaire kubitovnomu dhéanamh.

Dawn le ré nua

Dar le Landon Downs, uachtarán agus comhbhunaitheoir de 1QBit, próiseálaí satis - is féidir a bhaint as an chumhacht a phróiseáil an domhan fo-adamhach, tá sé ríthábhachtach a fháil ábhair nua nó cruthú leigheasanna nua. Tá athrú ó paradigm fionnachtana le ré nua de dhearadh. Mar shampla, is féidir ríomhaireacht chandamach a úsáid chun chatalaígh a ligeann carbóin agus nítrigine a bhaint as an t-atmaisféar, agus dá bhrí sin cabhrú le stop a téamh domhanda a mhúnlú.

Ar thús cadhnaíochta an dul chun cinn

Is pobal na forbróirí an teicneolaíocht thar a bheith tógtha agus gníomhaíocht gnóthach. Foirne ar fud an domhain i nuabhunaithe, corparáidí, ollscoileanna agus saotharlanna rialtais ag tógáil carr cine, a úsáideann cur chuige éagsúil próiseála faisnéise chandamach. Cruthaithe qubits superconducting qubit agus sceallóga ar na hiain a gabhadh, a bhfuil baint acu taighdeoirí ó Ollscoil Maryland agus an Institiúid Náisiúnta Caighdeán agus Teicneolaíochta. Forbraíonn Microsoft chuige thoipeolaíoch dtugtar Stáisiún Q, an cuspóir atá a chur i bhfeidhm neamh-Abelian anion bhfuil a bheith ann nár cruthaithe go cinntitheach.

Bliain cinn is dócha

Agus é seo ach an tús. Ag deireadh mhí na Bealtaine 2017 ar líon na n próiseálaithe candamach de chineál déanamh uathúil éigin níos tapúla nó níos fearr ná ar ríomhaire clasaiceach, tá nialas. Beidh an ócáid seo a leagtar ar an "airde quantum", ach san sa mhéid nach bhfuil sé a tharla. Cé gur dócha go bhféadfadh sé seo tarlú chomh luath an bhliain seo. An chuid is mó insiders dúirt go bhfuil Google an fearr leat chruinn faoin ngrúpa, faoi stiúir an Ollamh le Fisic, Ollscoil California ag Santa Barbara, John Martin. An aidhm - a bhaint amach ríomhaireachta níos fearr le cabhair ó próiseálaí 49-qubit. Faoi dheireadh mhí na Bealtaine 2017 foirne tástáil rathúil ar an sliseanna 22-qubit mar chéim idirmheánach i dtreo dhíchóimeáil supercomputer clasaiceach.

Conas a thosaigh sé ar fad?

An smaoineamh ag baint úsáide meicnic chandamach le haghaidh próiseála eolais ar feadh na mblianta. Ceann de na príomhimeachtaí a tharla i 1981, nuair a d'eagraigh IBM agus MIT comhdháil ar fhisic ríomhaireachta. An fisiceoir cáiliúil Richard Feynman beartaithe a thógáil ar ríomhaire chandamach. Dar leis, ba chóir don insamhalta leas a bhaint as na modhanna Meicnic chandamach. Agus tá sé ina dhúshlán mór, toisc nach bhfuil sé cuma chomh éasca. I próiseálaí satis Tá prionsabal oibríochta bunaithe ar roinnt sealúchas aisteach na n-adamh - superposition agus aimhréidhe. Is féidir leis an cáithnín a bheith i dhá stát ag an am céanna. Mar sin féin, nuair a thomhas beidh sé ach ar cheann acu. Agus tá sé dodhéanta a thuar ina bhfuil, ach amháin ó thaobh theoiric na dóchúlachta. Tá an éifeacht bhonn turgnamh smaoinimh cat Schrödinger, atá sa bhosca ag an am céanna marbh agus beo chomh fada agus go bhfuil an bhreathnadóir gan peep a sneak. Ní dhéanfaidh aon ní ag obair i saol laethúil ar an mbealach seo. Mar sin féin, thart ar 1 milliún de turgnaimh a rinneadh ó thús an fichiú haois, léiríonn go bhfuil an comhdhéanamh ann. Agus is é an chéad chéim eile figuring amach conas é a úsáid ar an gcoincheap.

próiseálaí Quantum: sainchuntas poist

D'fhéadfadh giotán Classic mbeadh an luach 0 nó 1, is féidir uimhreacha a iolrú, pictiúir a tharraingt agus mar sin de. Is féidir le N. qubit freisin 0 má chailleann siad ar líne tríd an "geataí loighce" (d. AND, OR, NOT, etc.), 1 nó an dá rud. Más rud é, a rá, 2 qubit bhfostú, a dhéanann sé iad chomhghaolú go foirfe. cineál próiseálaí satis a úsáid geataí loighce. T. N. Hadamard geata, mar shampla, cuireann an qubit i stát superposition de foirfe. Má superposition agus aimhréidhe in éineacht le geataí satis suite cleverly, go n-tús a chur le unfold an acmhainneacht na n-áireamh fo-adamhacha. 2 a cheadú an staidéar a dhéanamh ar an qubit 4 stáit: 00, 01, 10 agus 11. Tá an prionsabal oibriú an próiseálaí candam a fhágann gurb é feidhmiú oibríochtaí loighic féidir a bheith ag obair leis gach post ag an am céanna. Agus is é an líon na stáit atá ar fáil 2 don chumhacht de líon na n qubits. Mar sin, má dhéanann tú 50-qubit ríomhaire chandamach uilíoch, is féidir go teoiriciúil a scrúdú 1,125 quadrillion teaglaim ag an am céanna.

Kudity

próiseálaí satis sa Rúis a fheiceáil a mhalairt beag. Eolaithe ó MIPT agus lár candam Rúisis cruthaíodh "kudity" a ionadaíonn roinnt "fíorúil" qubits le leibhéil "fuinneamh" éagsúla.

aimplitiúid

Tá cineál próiseálaí candam an buntáiste atá meicnic chandamach bunaithe ar na amplitudes. Tá amplitudes Dóchúlacht den chineál céanna, ach d'fhéadfadh siad a bheith chomh maith diúltach, agus uimhreacha casta. Mar sin, más mian leat a ríomh ar an dóchúlacht teagmhas, is féidir leat a chur gach cineál na aimplitiúid faoina roghanna forbartha. Is é an smaoineamh ríomhaireacht chandamach chun iarracht a dhéanamh thus an phatrún trasnaíochta ionas go raibh cuid de na bealaí chun freagraí mícheart aimplitiúid dearfach, agus roinnt - a diúltach, mar sin bheadh siad ar ceal a chéile. Bheadh cosán a dtiocfaidh an freagra ceart go bhfuil amplitudes atá i chéim le chéile. Is é an trick gur gá duit gach rud a eagrú, gan a fhios agam roimh ré cad é an freagra ceart. Is stáit satis sin easpónantúil in éineacht leis an acmhainneacht de chur isteach idir na amplitudes dearfacha agus diúltacha buntáiste den chineál seo de ríomh.

algartam Shor ar

Tá go leor tascanna go bhfuil an ríomhaire in ann a réiteach. Den sórt sin mar criptithe. Is í an fhadhb atá ann go nach bhfuil sé chomh éasca a fháil ar an fachtóirí príomha de líon 200-dhigit. Fiú má tá an ríomhaire glúine ag rith le bogearraí den scoth, b'fhéidir go mbeidh ort fanacht ar feadh na mblianta chun teacht ar an freagra. Dá bhrí sin, tá cloch mhíle eile i ríomhaireacht chandamach bheith algartaim a foilsíodh i 1994 ag Peter Shore, mar atá anois ina ollamh le matamaitic ag MIT. Is é a modh chun teacht ar na tosca de líon mór trí ríomhaire chandamach, nach raibh ann go fóill. Go deimhin, go ndéanann sé na algartam an oibríocht, a chuireann in iúl an limistéar leis an freagra ceart. An bhliain ina dhiaidh, fuair sé amach Shore modh earráid a chandamach. Ansin, tá go leor realized go bhfuil sé - modh eile a ríomh, ar féidir i gcásanna áirithe a bheith níos cumhachtaí. Ansin, lean ardú de leas ó fisicithe go qubits agus geataí loighce chruthú eatarthu. Agus anois, fiche bliain níos déanaí, tá daonnachta ar tí a chruthú ar ríomhaire chandamach lán-chuimsitheach.