Narinig nating lahat ang mga salitang kwantum computer sa ilang oras, ngunit sa pangkalahatan ay kakaunti ang nakakaalam kung ano talaga ito. Para sa marami, ang unang bagay na naisip ay isang napakalakas na personal na computer, na may kakayahang magsagawa ng anumang gawain ngunit sa maximum na bilis, ngunit ito ay hindi isang simpleng sobrang malakas na computer, Higit pa rito.
Bagaman ang mga ito ay ganap na hindi maaabot ng pangkalahatang publiko, bumubuo sila ng maraming pag-usisa. Sa artikulong ito ipinapaliwanag namin kung ano ang isang computer na kabuuan at kung ano ito karaniwang ginagamit at ano ang mga phenum na phenum kung saan nakabatay ang lakas nito.
Ano ang isang computer na kabuuan?
Ang mga computer ng kwantum ay mga makmoth machine na nagsasamantala sa ilang mga phenomena ng mga mekanika ng kabuuan upang makamit ang malaking pagtaas sa lakas ng pagproseso. Ang mga computer ng kuwantum ay may kakayahang makasabay sa aspalto sa anumang tradisyunal na super desktop computer. Isang bagay na madalas na tinukoy bilang kataas-taasang kapangyarihan.
Nangangahulugan ba ito na tatapusin nating lahat ang pagkakaroon ng isang computer na kabuuan sa bahay upang mag-surf sa internet o maglaro ng mga video game? Talagang hindi. Ang mga klasikong makina ay patuloy na magiging karaniwang solusyon kapwa upang malutas ang aming mga problema at kung saan ibabatay ang aming interactive na paglilibang. Gayundin ang pinaka-matipid.
Nangangako ang mga computer ng kwantum na magiging tulong para sa iba't ibang larangan ng pagsulong sa teknolohikal, tulad ng agham, gamot o genetika. Ang ilang mga kumpanya ay nagsisimulang gamitin ang mga ito upang paunlarin ang kanilang mga bagong produkto, tulad ng mga bagong magaan at mas matibay na materyales upang ganap na mapalitan ang thermal fuel.
Paano gumagana ang isang computer na kwantum?
Ang mga machine na ito hindi nila ibinase ang kanilang lakas sa maginoo na hardware, tulad ng maaari nating makita sa aming mga computer sa bahay, hindi ito tungkol sa mga malakihang grapikong kard at processor, mas higit pa kaysa dito, pareho sa dami at pagiging kumplikado. Ang sikreto ng lakas ng isang computer na kabuuan ay nakasalalay sa kakayahang makabuo at manipulahin ang mga kabuuan na piraso o qubits
Ano ang Qubit?
Ang mga tradisyunal na computer ay gumagamit ng mga bit, megabyte, gigabit…. Isang daloy ng mga de-kuryenteng o salamin sa mata na pulso na kumakatawan sa mga isa at mga zero. Ang buong virtual na mundo mula sa isang email, isang website o isang pelikula na nakikita natin sa online, ay mahalaga sa isang mahabang kadena ng mga zero at isa.
Ang mga computer ng kwantum ay gumagamit ng mga qubit, subatomic na partikulo tulad ng mga electron o photon. Ang diskarte ng ilang mga kumpanya tulad ng Ang Google ay umaasa sa mga superconducting circuit na pinalamig sa mga temperatura na mas mababa kaysa sa malalim na espasyo. Ang iba ay nag-iipit ng mga indibidwal na atomo sa mga electromagnetic field sa isang silicon chip, sa isang vacuum room. Sa parehong kaso ang layunin ay ihiwalay ang mga qubit sa isang kinokontrol na dami ng estado.
Ang Qubits ay may ilang mga kakaibang katangian, na gumagawa ng isang pangkat ng mga ito na may kakayahang magbigay ng higit na lakas sa pagpoproseso kaysa sa parehong bilang ng mga binary bit. Ang pinakamahalaga ay tinatawag na superposition at kuantum entanglement.
Ano ang quantum superposition?
Ang Quantum superposition ay nangyayari sa kalikasan, kapag ang isang maliit na butil ng elementarya ay sabay na nagtataglay ng dalawa o higit pang mga estado, tulad ng nangyayari sa mga photon, na kung saan maaari silang manatili sa dalawang magkakaibang lugar nang sabay, isang bagay na hindi maiisip sa ordinaryong pisikal na mundo.
Ang pag-aari na ito ay sinusunod din sa iba pang mga particle tulad ng electron o neutron, sa mga atomo o kahit sa maliit na mga molekula. Ang paglalakbay na ito ay humantong sa mga siyentipiko na magtaka kung saan ang hangganan ay sa pagitan ng mundo ng kabuuan at kung ano ang tinatawag nating totoong mundo, kung ang isang maliit na butil ay huminto sa pagiging kabuuan at napapailalim sa mga kilalang pisikal na batas.
Salamat sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang isang computer na kabuuan na may maraming mga magkakapatong na qubit ay maaaring makarating sa isang malaking bilang ng mga posibleng resulta nang sabay-sabay.
Pagkabalot ng dami
Maaari kang makabuo ng mga pares ng "nabalot" na mga qubit, kung saan kapwa umiiral sa parehong estado ng kabuuan. Baguhin ang estado ng isa sa mga qubit agad nitong babaguhin ang estado ng bawat isa sa isang mahuhulaan na paraan, nangyayari ito kahit na malayo kayo.
Hindi alam na sigurado kung paano o bakit talaga gumagana ang dami ng entanglement. Isang bagay na nagawang lituhin si Albert Einstein mismo, na ilalarawan ito bilang "isang nakakakilabot na aksyon sa malayo". Mahalaga ang entanglement para makamit ng mga computer ng kabuuan ang kanilang dakilang lakas. Sa isang maginoo computer, pagdodoble ng bilang ng mga piraso doble ang kapangyarihan sa pagpoproseso nito. Sa kaso ng isang computer na kabuuan, ang pagdaragdag ng mga karagdagang qubits ay gumagawa ng isang exponential na pagtaas sa kapasidad nito.
Sinasamantala ng mga makina na ito ang mga qubit na nakakabit sa isang uri ng kadena ng kabuuan ng daisy upang magsagawa ng mga operasyon. Ang kakayahan ng mga machine na pabilisin ang mga kalkulasyon na may espesyal na idinisenyong mga algorithm ng kabuuan ay ang dahilan na bumubuo sila ng labis na kaguluhan.
Peras hindi lahat ay kakaiba pagdating sa mga computer na kabuuan, dahil ang mga ito ay madaling kapitan sa mga error, dahil sa hindi pagkakapare-pareho ng computational.
Hindi pagkakapare-pareho
Ito ay isang hindi pangkaraniwang bagay na nagdudulot ng pagkabulok sa kabuuan ng gawi at sa wakas ay nawawala dahil sa pakikipag-ugnay ng mga qubit sa kanilang kapaligiran, dahil ang kanilang kabuuan na estado ay napaka marupok. Ang isang bahagyang panginginig ng boses o isang pagbabago sa temperatura ay maaaring maging sanhi ng mga ito upang lumabas mula sa overlap bago makumpleto ang gawain. Para sa kadahilanang ito, ang mga qubit ay karaniwang nakaimbak sa mga ref at refrigerator chambers sa isang napakababang temperatura.
Kwantum computer ng Google
Ang Google ay hindi nais na maiwanan pagdating sa teknolohiya ng kabuuan, ang higante ng Hilagang Amerika ay bumuo ng isang kwantum computer na may kakayahang magsagawa ng isang pagkalkula sa 200 segundo, na sa isang tradisyunal na super pc ay tatagal ng sampung libong taon. Iyon ang dahilan kung bakit ipinahayag nito na ang mga computer na kabuuan ay ang agarang hinaharap. Bagaman ang kumpetisyon nito ay hindi nagtatapos ang IBM na sumasang-ayon.
Ipinakita ng mga mananaliksik na walang kinikilingan na ang kabuuan ng computer ng Google ay kailangang magsagawa ng isang random na pagkalkula ng numero na maaaring matagumpay kung ang lahat ng mga bahagi ng computer ay gumagana sa perpektong pagkakatugma.
Hindi balak ng Google na mahuli sa karera na ito at samakatuwid ay nangangako na mamumuhunan ng higit pang kapital sa teknolohiyang ito. Sa kaso ng Google, maaari naming maiintindihan na ito ang magiging kaso, bagaman hindi nilalayon ng IMB na umupo nang tahimik dahil ang karamihan sa mga mapagkukunan nito ay kasalukuyang nakatuon sa pagpapabuti ng teknolohiyang ito. Sasabihin sa oras kung may kakayahan ang Google na bumuo ng kabuuan ng kataas-taasang kapangyarihan sa sarili nito o kakailanganin bang sumali sa kumpetisyon nito.
Ito ay isang teknolohiya na maaaring makinabang sa ating lahat, sa pagbuo ng mga gamot na may kakayahang magpagaling ng mga sakit hindi nakakagamot sa ngayon.