Cad is Ríomhairí Quantum ann?

Tá an cumas ag ríomhairí Quantum cur go mór le héagsúlacht agus cruinneas na ríomhanna, ag oscailt feidhmchláir nua do ríomhairí agus ag cur lenár múnlaí feiniméin fhisiciúil. Ach cé go bhfuil méadú ag teacht ar chlúdach na meán ar ríomhairí chandamach, tá go leor nach bhfuil cinnte cén difríocht atá idir ríomhairí chandamach agus ríomhairí rialta. Déanaimis scrúdú ar an gcaoi a n-oibríonn ríomhairí chandamach, cuid dá bhfeidhmchláir, agus a dtodhchaí amach anseo.

Cad is Ríomhaire Quantum ann?

Sular féidir linn scrúdú bríoch a dhéanamh ar conas ríomhairí chandamach oibriú, ní mór dúinn a shainiú ar dtús ríomhairí candamacha. Is é seo an sainmhíniú gearr ar ríomhaire chandamach: ríomhaire, bunaithe ar mheicnic chandamach, atá in ann ríomhanna casta áirithe a dhéanamh le héifeachtúlacht i bhfad níos mó ná ríomhairí traidisiúnta. Sin sainmhíniú tapa ar ríomhairí chandamach, ach beidh muid ag iarraidh roinnt ama a ghlacadh chun tuiscint a fháil ar cad a scarann ​​ríomhairí chandamach ó ríomhairí traidisiúnta.

Ionchódaíonn ríomhairí rialta faisnéis le córas dénártha: a léiríonn gach giotán de na sonraí mar cheann amháin nó mar nialas. Slabhraítear sraith cinn agus nialais le chéile chun píosaí casta faisnéise cosúil le téacs, íomhánna agus fuaime a léiriú. Ach sna córais dhénártha seo, ní féidir an fhaisnéis a stóráil go deo ach mar chinn agus nialais, rud a chiallaíonn go bhfuil teorainn chrua leis an gcaoi a ndéantar sonraí a léiriú agus a léirmhíniú agus de réir mar a éiríonn sonraí níos casta go gcaithfidh sé a bheith ina teaghráin níos faide agus níos faide de cinn agus nialais.

Is é an fáth gur féidir le ríomhairí chandamach sonraí a stóráil agus a léirmhíniú ar bhealach níos éifeachtaí ná nach n-úsáideann siad giotán chun sonraí a léiriú, ach go n-úsáideann siad “cuaid”. Is cáithníní fo-adamhacha iad Qubits cosúil le fótóin agus leictreoin. Tá cúpla airíonna suimiúla ag Qubits a fhágann go bhfuil siad úsáideach le haghaidh modhanna nua ríomh. Tá dhá airí ag Qubits ar féidir le hinnealtóirí ríomhaireachta leas a bhaint astu: forshuímh agus gabháil.

Ligeann forshuímh chandamach do chuibí ní hamháin sa stát “amháin” nó sa stát “nialas”, ach ar chontanam idir na stáit seo, rud a chiallaíonn gur féidir tuilleadh faisnéise a choinneáil ag baint úsáide as cubits. Idir an dá linn, tagraíonn gabháil chandamach d'fheiniméan inar féidir péirí qubit a ghiniúint agus má athraítear cubit amháin athraítear an cubit eile, ar bhealach intuartha, freisin. Is féidir na hairíonna chandamach seo a úsáid chun sonraí casta a léiriú agus a struchtúrú ar bhealaí níos éifeachtaí.

Conas a oibríonn Quantum Computers

Faigheann “forshuímh” Quantum a n-ainm ón bhfíric gur féidir leo a bheith i níos mó ná suíomh amháin ag an am céanna. Cé gur féidir le giotáin a bheith in dhá shuíomh amháin, is féidir le cubits a bheith ann in ilstáit ag an am céanna.

A bhuí go páirteach le forshuímh chandamach a bheith ann, tá ríomhaire chandamach in ann go leor torthaí féideartha éagsúla a ríomh ag an am céanna. Nuair a dhéantar na ríomhanna, déantar na cubits a thomhas, rud a chruthaíonn toradh deiridh trí thitim an staid chandamach go dtí 0 nó 1, rud a chiallaíonn gur féidir leis na ríomhairí traidisiúnta an toradh a léirmhíniú ansin.

Is féidir le taighdeoirí agus innealtóirí ríomhaireachta chandamach an áit ina bhfuil na cubits a athrú trí úsáid a bhaint as micreathonnta nó léasair bheachtais.

Is féidir le hinnealtóirí ríomhaireachta leas a bhaint as gabháil chandamach chun feabhas mór a chur ar chumhacht próiseála ríomhairí. Tagraíonn gabháil chandamach don fhíric gur féidir dhá chubit a nascadh le chéile sa chaoi is go n-athraíonn athrú ar cheann de na cubits an cubit eile ar bhealach iontaofa. Ní thuigtear go hiomlán cén fáth gur féidir le qubits caidreamh den sórt sin a bhunú nó conas a oibríonn an feiniméan seo go díreach, ach tuigeann eolaithe go maith go leor é chun leas a bhaint as do ríomhairí chandamach. Mar gheall ar an bhfostú candamach, ní hamháin go ndéantar cumhacht próiseála ríomhaire a dhúbailt má chuirtear cubits breise le meaisín chandamach is féidir leis an chumhacht próiseála a scála go heaspónantúil.

Má tá cuma rótheibí air seo, is féidir linn cur síos a dhéanamh ar cé chomh húsáideach atá forshuímh trí lúbra a shamhlú. Le go ndéanfaidh gnáthríomhaire iarracht lúbra a réiteach, caithfidh sé triail a bhaint as gach cosán den chathair ghríobháin go dtí go bhfaighidh sé bealach rathúil. Mar sin féin, d'fhéadfadh ríomhaire chandamach iniúchadh a dhéanamh go bunúsach ar na cosáin éagsúla go léir ag an am céanna, ós rud é nach bhfuil sé ceangailte le haon stát ar leith.

Is éard atá i gceist leis seo go léir ná go mbíonn ríomhairí candamach úsáideach mar gheall ar airíonna na bhfostú agus na sárshuíomhanna toisc gur féidir leo déileáil le neamhchinnteacht, tá siad in ann staideanna agus torthaí níos mó a fhiosrú. Cabhróidh ríomhairí Quantum le heolaithe agus le hinnealtóirí cásanna atá ilghnéitheach a shamhaltú agus a thuiscint níos fearr, le go leor athróg.

Cad lena nÚsáidtear Ríomhairí Quantum?

Anois go bhfuil intuition níos fearr againn maidir le conas a oibríonn ríomhairí chandamach, déanaimis iniúchadh ar an bhféidearthacht cásanna a úsáid le haghaidh ríomhairí chandamach.

Táimid tar éis tagairt cheana féin don fhíric gur féidir ríomhairí chandamach a úsáid chun ríomhanna traidisiúnta a dhéanamh ar luas i bhfad níos tapúla. Mar sin féin, is féidir teicneolaíocht ríomhaireachta chandamach a úsáid chun rudaí a bhaint amach nach féidir, nó atá an-phraiticiúil, fiú le ríomhairí traidisiúnta.

Tá ceann de na feidhmeanna is bisiúla agus is suimiúla a bhaineann le ríomhairí chandamach i réimse na hintleachta saorga. Tá an chumhacht ag ríomhairí Quantum feabhas a chur ar na samhlacha a chruthaíonn líonraí neural, chomh maith leis na bogearraí a thacaíonn leo. Tá Google ag úsáid a ríomhairí chandamach faoi láthair chun cabhrú le feithiclí féin-tiomána a chruthú.

Tá ról le himirt ag ríomhairí chandamach san anailís ar idirghníomhaíochtaí agus imoibrithe ceimiceacha. Ní féidir fiú na gnáthríomhairí is airde chun cinn ach imoibrithe a shamhaltú idir móilíní réasúnta simplí, rud a bhaineann siad amach trí airíonna na móilíní atá i gceist a insamhlú. Ligeann ríomhairí Quantum, áfach, do thaighdeoirí samhlacha a chruthú a bhfuil na hairíonna candamach cruinn acu mar na móilíní a bhfuil siad ag déanamh taighde orthu. Chuideodh samhaltú móilíní níos gasta agus níos cruinne le cruthú drugaí teiripeacha nua agus ábhair nua le húsáid i gcruthú na teicneolaíochta fuinnimh, amhail painéil ghréine níos éifeachtaí.

Is féidir ríomhairí Quantum a úsáid freisin chun aimsir a thuar níos fearr. Is comhfhiontar go leor imeachtaí í an aimsir agus tá na foirmlí a úsáidtear chun patrúin aimsire a thuar casta, agus a lán athróg iontu. Féadfaidh sé tréimhse an-fhada a ghlacadh chun na ríomhanna go léir is gá a dhéanamh chun an aimsir a thuar, agus is féidir leis na dálaí aimsire iad féin a athrú le linn na tréimhse sin. Ar ámharaí an tsaoil, tá nádúr tonnta ag na cothromóidí a úsáidtear chun an aimsir a thuar is féidir le ríomhaire chandamach a shaothrú. Is féidir le ríomhairí Quantum cabhrú le taighdeoirí samhlacha aeráide níos cruinne a thógáil, rud atá riachtanach i ndomhan ina bhfuil an aeráid ag athrú.

Is féidir ríomhairí agus halgartaim chandamach a úsáid freisin chun príobháideacht sonraí daoine a chinntiú. Cripteagrafaíocht chandamach úsáideann prionsabal na héiginnteachta chandamach, sa chás go ndéanann aon iarracht ar rud a thomhas athruithe a dhéanamh ar an réad sin. Bheadh ​​tionchar ag iarrachtaí ar chumarsáid a thascradh ar an gcumarsáid a bheadh ​​mar thoradh air agus léireoidís go raibh cur isteach uirthi.

Todhchaí na Ríomhaireachta Candamach

Beidh formhór na n-úsáidí do ríomhairí chandamach teoranta d'acadúil agus do ghnólachtaí. Ní dócha go bhfaighidh tomhaltóirí/an pobal i gcoitinne fóin chliste chandamach, ar a laghad ní luaithe. Tá sé seo toisc go dteastaíonn trealamh speisialaithe chun ríomhaire chandamach a oibriú. Tá ríomhairí chandamach an-íogair do shuaitheadh, mar go bhféadfadh fiú na hathruithe is mó nóiméad sa timpeallacht máguaird a bheith ina chúis le cubits a n-ionad a aistriú agus titim amach as an staid fhorshuíomh. Tugtar dí-chomhleanúnachas air seo, agus tá sé ar cheann de na cúiseanna go bhfuil an chuma ar an scéal go dtagann dul chun cinn i ríomhairí chandamach chomh mall sin i gcomparáid le ríomhairí rialta. Go hiondúil ní mór do ríomhairí chandamach oibriú i gcoinníollacha teochtaí fíor-íseal, scoite amach ó threalamh leictreach eile.

Fiú amháin leis na réamhchúraimí go léir, bainistíonn torann fós earráidí a chruthú sna ríomhanna, agus tá taighdeoirí ag lorg bealaí chun qubits a dhéanamh níos iontaofa. Chun ardcheannas chandamach a bhaint amach, i gcás ina n-éilíonn ríomhaire chandamach cumhacht sár-ríomhaire reatha go hiomlán, ní mór qubits a nascadh le chéile. D'fhéadfadh na mílte qubit a bheith ag teastáil ó ríomhaire uachtarach chandamach, ach is féidir leis na ríomhairí chandamach is fearr inniu. go hiondúil ní dhéileálann siad ach le timpeall 50 cubits. Bíonn taighdeoirí i gcónaí ag déanamh bealaí isteach i dtreo qubits níos cobhsaí agus níos iontaofa a chruthú. Saineolaithe i réimse na ríomhairí chandamach a thuar go bhfuil feistí chandamach chumhachtach agus iontaofa d’fhéadfadh a bheith anseo laistigh de dheich mbliana.