Kwantum processor: nkọwa, ụkpụrụ nke ime ihe

Kwantum Mgbakọ, ọ dịkarịa ala, n'ọnụ, banyere a ole na ole ọtụtụ iri afọ. Modern ụdị ígwè ọrụ na-eji ndị na-abụghị oge gboo na-arụzi ụgbọala na-ejizi nwere ọtụtụ ichekwa data, aghọwo a nnukwu itunanya. Dị ka mmepe, ha, mmejuputa iwu-eleghị anya ndị kasị ọkaibe technology mgbe kere. Kwantum processors-arụ ọrụ na-etoju nke okwu, nke a kpọrọ mmadụ maara na 100 afọ gara aga. The nwere nke ndị dị otú ahụ mgbawa bụ nnukwu. Iji aru kwantum Njirimara ga-adị n'elu mgbawa, ọtụtụ ihe aga-eme na-ugbu oge gboo kọmputa ike imeli ikpebisi. Ma ọ bụghị naanị na ubi nke onwu na ihe ndị ọkà mmụta sayensị. Wall Street na-egosi mmasị.

Etinye na-eme n'ọdịnihu

CME Group ka nyekwara ndị Vancouver ụlọ ọrụ 1QB Ozi Technologies Inc., amalite software maka kwantum ụdị processors. Dị ka investors, ndị a mgbawa na-enwe ndị kasị ukwuu mmetụta na ụlọ ọrụ, nke na-arụ ọrụ na nnukwu ichekwa mwute data ka oge. Otu ihe atụ nke ndị dị otú ahụ ahịa na-ego oru. Goldman Sachs nyekwara ke D-Wave Systems, na ụlọ ọrụ Na-Q-Tel kwụrụ ụgwọ site CIA. The mbụ manufactures igwe na-eme ka ihe a na-akpọ a "kwantum annealing", ie. E. ekpebie ala-larịị njikarịcha nsogbu iji a kwantum processor. Intel na-aku etinye na nke a technology, ọ bụ ezie na ọ na-ewere na mmejuputa iwu-nke ga-eme n'ọdịnihu ahịa.

Gịnị mere ya?

Ihe mere na kwantum Mgbakọ bụ otú na-akpali akpali, idu ke ha zuru okè Nchikota na igwe mmụta. Ugbu a, ọ bụ isi ngwa n'ihi na ndị dị otú ahụ mgbawa. Nwere obere a bụ na ya pụta nke na echiche nke a kwantum kọmputa - eji a anụ ahụ na ngwaọrụ ịchọ ihe ngwọta. Mgbe ụfọdụ, echiche kọwara site atụ nke egwuregwu Angry Birds. Iji simulate mmekọrịta nke ike ndọda na colliding akpọkwa CPU mbadamba na-eji mgbakọ na mwepụ arụmarụ. Kwantum Processors etinye a obibia ya n'isi. Ha 'na-atụkwasị "a ole na ole ụmụ nnụnụ, na-ekiri ihe na-eme. Na microchip dere ozi: ọ a nnụnụ, ha na-atụbakwa ihe ndị na ezigbo trajectory? Mgbe enyocha niile kwere omume ngwọta, ma ọ bụ ọ dịghị ihe ọzọ a nnọọ nnukwu Nchikota ha, na Azịza e nyere. Na a kwantum kọmputa nsogbu na-edozi bụghị a mgbakọ na mwepụ, na iwu nke physics ọrụ kama.

Olee otú ọ na-arụ ọrụ?

The isi ụlọ nkanka nke ụwa anyị - na kwantum-n'ibu. Ọ bụrụ na ị na-irighiri, ihe mere nke ha na-kpụrụ ma nọgide na-anụ - na na mmekọrịta nke elektrọn orbitals. All kwantum-n'ibu mgbawa na-ẹdude ke ọ bụla n'ime ha. Ọnụ ọgụgụ ha na-ebuwanye exponentially ịmụba ọnụ ọgụgụ nke simulated electrons. Dị ka ihe atụ, 50 electrons adị ke abụọ 50-ogo nhọrọ. Nke a phenomenally ọnụ ọgụgụ buru ibu, n'ihi ya, ọ nwere ike gbakọọ taa. Connection ọmụma ozizi na physics nwere ike na-ezo ụzọ idozi nsogbu ndị dị otú. 50 kubitovnomu kọmputa nwere ike ime ya.

Dawn nke a n'ọgbọ ọhụrụ

Dị ka Landon Downs, president na ngalaba-nchoputa nke 1QBit, kwantum processor - ọ bụ ike iji nhazi ike nke subatomic ụwa, ọ dị oké mkpa iji nweta ihe ọhụrụ ma ọ bụ ihe e kere eke nke ọhụrụ ọgwụ. E nwere mgbanwe site na paradigm nke chọpụtara na a n'ọgbọ ọhụrụ nke imewe. Ka ihe atụ, kwantum Mgbakọ nwere ike iji na-agbalị ịdị akpali nke ka wepụ carbon na nitrogen si ikuku, ma si otú aka ịkwụsị okpomọkụ n'ụwa.

Na-ebute ụzọ na-enwe ọganihu

obodo nke mmepe nke a technology bụ nnọọ obi ụtọ na-arụsi ọrụ ike ọrụ. Ìgwè gburugburu ụwa na mmalite-acha ọkụ, ụlọ ọrụ, mahadum na ọchịchị labs na-ewu a agbụrụ ụgbọ ala, nke na-eji dị iche iche na-eru nso ka kwantum ọmụma nhazi. Kere qubit superconducting qubits na ibe na weghaara ion, bụ nke gụnyere ndị nchọpụta si University of Maryland na National Institute of Standards and Technology. Microsoft na-amalite topological obibia akpọ Station Q, nzube nke nke bụ iji na-abụghị Abelian anion onye adị ka e kpebiworo pụtara.

Year puru itunanya

Na nke a bụ nanị mmalite. Ná ngwụsị nke May 2017 ọnụ ọgụgụ nke kwantum-ụdị processors na-iche na-eme ihe ngwa ngwa ma ọ bụ mma karịa a oge gboo kọmputa, bụ efu. Ihe omume a ga-eme ka ndị "kwantum kara", ma otú anya na ọ bụghị mere. Mgbe o yiri ka nke a nwere ike ime ka n'oge dị afọ a. Kasị insiders kwuru na Google bụ doro anya mmasị nke otu, edu Prọfesọ nke Physics, University of California na Santa Barbara, John Martin. Nzube ya - iji nweta elu Mgbakọ na-enyemaka nke 49-qubit processor. Site na njedebe nke May 2017 otu ọma nwalere 22-qubit mgbawa dị ka onye n'etiti nzọụkwụ kwupụta dismantling nke oge gboo supercomputer.

Olee otú ọ na niile malitere?

Echiche nke iji kwantum arụzi maka ozi nhazi maka ọtụtụ iri afọ. Otu n'ime ndị isi ihe mere na 1981, mgbe IBM na MIT jikotara aka wee hazie a ogbako mgbakọ physics. Onye ama ama nke physics Richard Feynman chọrọ iwu a kwantum kọmputa. Dị ka ya, maka ịme anwansị ga-uru nke n'aka kwantum arụzi. Ma ọ bụ nnukwu ihe ịma aka, n'ihi na ọ dịghị anya ya mfe. Na kwantum processor ọrụ ụkpụrụ dabeere a ọnụ ọgụgụ nke ala ọzọ Njirimara nke atọm - superposition na entanglement. Urughuru nwere ike ịbụ na abụọ na-ekwu na n'otu oge ahụ. Otú ọ dị, mgbe odomo ọ ga-abụ otu n'ime ha. Na ọ gaghị ekwe omume ịkọ nke, ma e wezụga si n'ọnọdụ nke ozizi puru. Nke a pụrụ isi kwuo ya bụ ihe ndabere nke a echiche nnwale Schrödinger si cat, bụ nke dị na igbe n'out oge nwụrụ anwụ na ndụ dị ka ogologo dị ka hụrụ bụghị zoro ezoro peep. Ọ dịghị ihe na-arụ ọrụ ná ndụ kwa ụbọchị n'ụzọ dị otú a. Otú ọ dị, banyere 1 nde nke nwere mụụrụ kemgbe mmalite nke iri abụọ na narị afọ, na-egosi na ihe ndị mejupụtara anaghị adị. Na nzọụkwụ ọzọ na-figuring otú iji nke a echiche.

Kwantum processor: nkọwa ọrụ

Classic ibe n'ibe nwere uru 0 ma ọ bụ 1, ọ bụ omume na-ba uba nọmba, ise foto na na. N. Qubit nwekwara ike ịbụ 0 ma ọ bụrụ na ha na-atụ uche a akara site "mgbagha ọnụ ụzọ ámá" (d. NA, OR, BỤGHỊ, wdg), 1 ma ọ bụ abụọ. Ọ bụrụ na, sịnụ, 2 qubit atuhiworo, ọ na-eme ha n'ụzọ zuru okè mekọrịtara. pịnye kwantum processor nwere ike iji mgbagha ọnụ ụzọ ámá. T. N. Hadamard ụzọ ámá, ihe atụ, na-ewepụta ndị qubit na a superposition ala nke zuru okè. Ọ bụrụ na superposition na entanglement jikọtara na aghụghọ positioned kwantum ọnụ ụzọ ámá, na-amalite ime nwere nke sub-atọm calculations. 2 ekwe n'ọmụmụ qubit 4 kwuru, sị: 00, 01, 10 na nke 11. The ọrụ ụkpụrụ nke kwantum processor dị otú ahụ na-egbu nke mgbagha arụmọrụ na-eme ka o kwe omume na-arụ ọrụ na niile ọnọdụ ozugbo. Na ọnụ ọgụgụ nke ndị dị na-ekwu, bụ 2 na-ike nke ọnụ ọgụgụ ndị qubits. Ya mere, ọ bụrụ na ị na-eme a 50-qubit eluigwe na ala kwantum kọmputa, oputara na madu puru inyocha ihe nile 1.125 quadrillion n'ịgwa n'out oge.

Kudity

Kwantum processor na Russia ahụ a nta dị iche iche. Ọkà mmụta sayensị si MIPT na Russian kwantum center kere "kudity" na-anọchite anya ọtụtụ "mebere" qubits dị iche iche na "ike" na-etoju.

njupụta

pịnye kwantum processor nwere uru na kwantum arụzi dabeere na amplitudes. Puru amplitudes ndị yiri ha, ma ha nwekwara ike ịbụ na-ezighị ezi, na mgbagwoju nọmba. Ya mere, ọ bụrụ na ị chọrọ gbakọọ puru nke ihe omume, ị nwere ike tinye ụdị nile nke njupụta nke mmepe ha nhọrọ. Echiche nke kwantum Mgbakọ bụ ịgbalị ntọlite na nnyonye anya ụkpụrụ nke na ụfọdụ n'ime ụzọ ndị na-ezighị ezi na-aza, nwere a mma njupụta, na ụfọdụ - a-adịghị mma, ya mere ha ga-kagbuo ọ bụla ọzọ. A ụzọ na-eduga na azịza ziri ezi ga-amplitudes nke nọ na-adọ onye ọ bụla ọzọ. The atọ bụ na mkpa ka ị na-ahazi ihe nile, na-enweghị ebe ọ maara tupu ihe azịza ziri ezi. Ya mere exponential kwantum ekwu na Nchikota na nwere nke nnyonye anya n'etiti mma na-adịghị mma amplitudes bụ uru nke ụdị mgbakọ.

Shor si algọridim

E nwere ọtụtụ ihe aga-eme na kọmputa bụ enweghị ike dozie. Dị ka izo ya ezo. Nsogbu bụ na ọ bụghị otú mfe ndị bụ isi mere nke a 200-ọbula nọmba. Ọbụna ma ọ bụrụ na laptọọpụ na-agba ọsọ magburu onwe software, ị nwere ike na-eche maka afọ iji chọta azịza. Ya mere, ọzọ dị ịrịba ama kwantum Mgbakọ aghọwo ihe algọridim bipụtara na 1994 site Peter Shore, bụ ugbu a a prọfesọ nke mgbakọ na mwepụ na MIT. Usoro ya bụ ịchọta ihe nke a ọnụ ọgụgụ buru ibu site na iji a kwantum kọmputa, nke adịghị adị ma. N'ezie, algọridim arụ ọrụ, nke na-egosi na mpaghara na-azịza ziri ezi. N'afọ na-esonụ, Shore chọpụtara a usoro nke kwantum njehie mgbazi. Mgbe ahụ, ọtụtụ ndị chọpụtara na ọ bụ - ọzọ usoro nke ngụkọta oge, nke na ụfọdụ nwere ike ịbụ ndị ọzọ dị ike. Mgbe ahụ soro a anya nke mmasị si ọmụmụ physics ike qubits na mgbagha ọnụ ụzọ ámá dị n'etiti ha. Na ugbu a, iri afọ abụọ mgbe e mesịrị, mmadụ bụ na verge nke na-eke a na-fledged kwantum kọmputa.