Komputerên Quantum çi ne?

Komputerên quantum xwedî potansiyel in ku bi rengek berbiçav cûrbecûr û rastbûna hesaban zêde bikin, sepanên nû ji bo komputeran vekin û modelên me yên fenomena laşî zêde bikin. Dîsa jî dema ku komputerên kuantûmî berbelavbûna medyayê zêde dibînin, hîn jî pir kes nebawer in ka komputerên kuantum ji komputerên birêkûpêk çawa cûda dibin. Werin em binihêrin ka komputerên quantum çawa dixebitin, hin sepanên wan, û paşeroja wan a pêşerojê.

Komputerek Quantum çi ye?

Berî ku em dikarin bi wateyî vekolin ka komputerên kuantum çawa ye Operasyon, divê em pêşî pênase bikin komputerên quantum. Pênaseya kurt a komputerek kuantûmê ev e: Komputerek, ku li ser bingeha mekanîka quantumê ye, ku karibe hin hesabên tevlihev bi karîgeriyek pir mezintir ji komputerên kevneşopî pêk bîne. Ew pênaseyek bilez a komputerên kuantûmê ye, lê em ê bixwazin hinekî dem bidin ku bi rastî fam bikin ka çi komputerên quantum ji komputerên kevneşopî vediqetîne.

Komputerên birêkûpêk agahdarî bi pergalek binaryê kod dikin: her bitek daneyê wekî yek an jî sifir temsîl dikin. Rêzên yekan û sifiran bi hev re zencîre ne da ku perçeyên tevlihev ên agahdariyê wekî nivîs, wêne û deng temsîl bikin. Lê dîsa jî di van pergalên binaryê de, agahdarî tenê dikare wekî yek û sifir were hilanîn, tê vê wateyê ku sînorek dijwar heye ku dane çawa têne temsîl kirin û şîrove kirin û her ku dane tevlihevtir dibin, pêdivî ye ku pêdivî bi rêzikên yekan dirêj û dirêjtir bibin û sifir.

Sedema ku komputerên kuantum dikarin daneyan bi bandortir hilînin û şîrove bikin ev e ku ew bit bikar naynin da ku daneyan temsîl bikin, belkî ew bikar tînin "qubits". Qubit pariyên jêratomî yên mîna foton û elektronan in. Qubits xwedan çend taybetmendiyên balkêş in ku wan ji bo rêbazên nû yên hesabkirinê bikêr dike. Qubits du taybetmendiyên ku endezyarên kompîturê dikarin jê sûd werbigirin hene: serpêhatî û tevlihevî.

Serpêhatiyên kuantûmî dihêle ku qubit ne tenê di rewşa "yek" an rewşa "sifir" de, lê li ser berdewamiyek di navbera van dewletan de hebin, ango bêtir agahdarî dikarin bi karanîna qubitan werin girtin. Di vê navberê de, tevlîheviya kuantûmê diyardeyek e ku tê de cotên qubitan dikarin werin hilberandin û heke qubitek were guheztin qubitek din jî bi rengek pêşbînîkirî tê guhertin. Van taybetmendiyên quantum dikarin werin bikar anîn da ku daneyên tevlihev bi awayên bikêrtir temsîl bikin û ava bikin.

Komputerên Quantum Çawa Kar dikin

Kuantum "superpositions" navê xwe ji wê yekê digirin ku ew dikarin di yek carê de ji yek pozîsyonê zêdetir bin. Digel ku bit dikarin tenê di du pozîsyonan de bin, qubit dikarin bi carekê de di gelek dewletan de hebin.

Bi xêra hebûna superpozîsyonên kuantûmê, komputerek kuantûmî dikare di heman demê de gelek encamên potansiyel ên cihêreng hesab bike. Dema ku hesab hatin kirin, qubit têne pîvandin, ku bi hilweşîna rewşa kuantumê ya 0 an 1-ê encamek dawî diafirîne, yanî encam wê hingê dikare ji hêla komputerên kevneşopî ve were şîrove kirin.

Lêkolîner û endezyarên komputera quantumê dikarin bi karanîna mîkropêlan an lazerên rast pozîsyona qubitan biguherînin.

Endezyarên kompîturê dikarin sûdê ji têkelbûna quantumê werbigirin da ku hêza hilberandina komputeran bi rengek berbiçav baştir bikin. Tevliheviya quantumê vê rastiyê vedibêje ku du qubit dikarin bi hev re werin girêdan bi vî rengî ku guhartina yek ji qubitan qubitê din bi rengek pêbawer diguhezîne. Bi tevahî nayê fêm kirin ka çima qubits dikarin têkiliyek wusa saz bikin an jî ev diyarde tam çawa dixebite, lê zanyar ew qas baş fam dikin ku potansiyel jê sûd werbigirin ji bo komputerên quantum. Ji ber tevlîheviya kuantûmê, lêzêdekirina qubitên zêde li makîneya kuantûmê ne tenê hêza hilberandina komputerek ducar dike, ew dikare hêza hilberandinê bi qatanî mezin bike.

Ger ev gişt hinekî pir razber xuya kiribe, em dikarin diyar bikin ka superpositions çawa bi xeyalkirina mazî bikêr in. Ji bo ku komputerek normal hewl bide ku mazeyekê çareser bike, divê her rêyek mazî biceribîne heya ku rêyek serfiraz bibîne. Lêbelê, komputerek quantum dikare di bingeh de hemî riyên cihêreng bi yekcarî vekole, ji ber ku ew bi dewletek diyarkirî ve ne girêdayî ye.

Hemî ev e ku meriv bêje ku taybetmendiyên tevlihevbûn û superpozisyonên komputerên kuantûmê bikêr dikin ji ber ku ew dikarin bi nezelaliyê re mijûl bibin, ew dikarin rewş û encamên bêtir gengaz bikolin. Komputerên quantum dê ji zanyar û endezyaran re bibin alîkar ku rewşên ku pir-alî ne, bi gelek guherbaran re çêtir model bikin û fam bikin.

Komputerên Quantum ji bo çi têne bikar anîn?

Naha ku ji bo ku komputerên quantum çawa dixebitin xwedan têgehek çêtir e, bila em mimkun bikolin dozan ji bo komputerên kuantum bikar bînin.

Me berê jî behsa vê yekê kir ku komputerên quantum dikarin werin bikar anîn da ku hesabên kevneşopî bi lezek pir zûtir pêk bînin. Lêbelê, teknolojiya komputera quantum dikare were bikar anîn da ku bi komputerên kevneşopî re tiştên ku ne gengaz be, an jî pir nepratîk in bi dest bixe.

Yek ji serîlêdanên herî hêvîdar û balkêş ên komputerên kuantûmê di warê îstîxbarata çêkirî de ye. Komputerên quantum xwedî wê hêzê ne ku modelên ku ji hêla torên neuralî ve hatine afirandin, û her weha nermalava ku wan piştgirî dike baştir bike. Google niha komputerên xwe yên quantum bikar tîne di afirandina wesayîtên xwe-ajotinê de alîkarî bikin.

Komputerên kuantumê jî di analîzkirina wan de xwedî rolek in têkilî û reaksiyonên kîmyewî. Tewra komputerên normal ên herî pêşkeftî tenê dikarin reaksiyonên di navbera molekulên nisbeten sade de model bikin, ku ew bi simulkirina taybetmendiyên molekulên navborî bi dest dixin. Lêbelê, komputerên kuantûmê rê didin lêkolîneran ku modelên ku wekî molekulên ku ew lêkolîn dikin xwedan taybetmendiyên quantumê yên tam in biafirînin. Modela molekulê ya zûtir û rasttir dê di afirandina dermanên nû yên dermankirinê û materyalên nû de ji bo karanîna di afirandina teknolojiya enerjiyê de, wekî panelên rojê yên bikêrtir, bibe alîkar.

Komputerên quantum jî dikarin bêne bikar anîn ji bo baştir pêşbînîkirina hewayê. Hewa lihevhatina gelek bûyeran e û formulên ku ji bo pêşbînkirina şêwazên hewayê têne bikar anîn tevlihev in, ku gelek guhêrbar hene. Ew dikare demek pir dirêj bigire ku meriv hemî hesabên ku ji bo pêşbînkirina hewayê hewce ne, ku di nav wan de şert û mercên hewayê bixwe dikarin pêşve bibin. Xweşbextane, hevkêşeyên ku ji bo pêşdîtina hewayê têne bikar anîn xwedan cewherek pêlê ne ku komputerek kuantum dikare bikar bîne. Komputerên quantum dikarin ji lêkolîneran re bibin alîkar ku modelên avhewa yên rasttir ava bikin, yên ku di cîhanek ku avhewa diguhere de hewce ne.

Komputer û algorîtmayên quantum jî dikarin werin bikar anîn da ku ji nepeniya daneyên mirovan re bibin alîkar. Cryptografiya Quantum prensîba nediyariya quantumê bikar tîne, li cihê ku her hewildanek ji bo pîvandina heyberekê bi dawî dibe ku di wê heyberê de guhertinan çêbike. Hewldanên girtina ragihandinê dê bandorê li ragihandina encam bike û delîlên destavêtinê nîşan bide.

Pêşerojê Computing Quantum

Piraniya karanîna ji bo komputerên quantum dê ji akademîsyen û karsaziyan re bêne sînorkirin. Ne mimkûn e ku xerîdar / gelemperiya gelemperî smartphonesên quantum bistînin, bi kêmanî ne di demek nêzîk de. Ev ji ber ku ji bo xebitandina komputerek quantum pêdivî bi alavên taybetî heye. Komputerên kuantumê ji tevliheviyê pir hesas in, ji ber ku guheztinên herî hûrdem ên li hawîrdora derdorê jî dikarin bibin sedem ku qubit cih biguhezînin û ji rewşa superpozisyonê derkevin. Ji vê re dekoherence tê gotin, û ew yek ji wan sedeman e ku pêşkeftinên di komputerên quantum de li gorî komputerên birêkûpêk ewqas hêdî hêdî xuya dikin. Komputerên quantum bi gelemperî hewce ne ku di şert û mercên germahiyên pir nizm de, ji alavên din ên elektrîkî veqetandî bixebitin.

Tewra digel hemî tedbîran, deng dîsa jî rê dide ku di hesaban de xeletiyan biafirîne, û lêkolîner li rêyên ku qubits pêbawertir bikin digerin. Ji bo bidestxistina serweriya kuantûmê, li cihê ku komputerek quantum bi tevahî hêza superkomputerek heyî vedihewîne, pêdivî ye ku qubit bi hev re bêne girêdan. Komputerek quantumî ya herî bilind dikare bi hezaran qubit hewce bike, lê komputerên quantum ên çêtirîn îro dikarin bi gelemperî tenê bi dora 50 qubitan re mijûl dibin. Lekolînwan bi domdarî rê li ber çêkirina qubitên aram û pêbawertir digirin. Pisporên di warê komputerên kuantûmê de pêşbînî dikin ku cîhazên quantumê yên bi hêz û pêbawer dibe ku di nav deh salan de li vir be.