Son aylarda hakkında çok şey söylendi kuantum hesaplama, hala emekleme aşamasında olduğunu yanlış korkmadan söyleyebiliriz, yani hala çok zaman ayırmamız gerekmesine rağmen birçok uzmanın bilgisayarların geleceği olarak sınıflandırmaktan çekinmediği yeni bir teknoloji. araştırma ve geliştirme, yeni prototiplerin üretimi ve laboratuar testleri, onu diğer ortam türlerinde gerçekten kullanana kadar.
Buna rağmen, yapılacak daha çok iş olmasına rağmen, gerçek şu ki, başlamak için en iyi yolu keşfetmeye çalışan birçok üst düzey teknoloji şirketi var. yararlanmak bugün kuantum hesaplama hakkında bildiğimiz her şey. Ayrıntı olarak, bu alanda çalışan büyük şirketler arasında IBM, Microsoft veya Google'ı bulduğumuzu ve bu teknolojinin mevcut performansını bilmenin ne kadar karmaşık olduğuna rağmen, sadece birkaç ay önce en son olduğunu duyurduğumuzu söyleyelim. D-Wave 2X olarak adlandırılan prototip, Geleneksel bir bilgisayardan 100 kat daha hızlı.
Kuantum hesaplama nedir?
Kuantum hesaplama, dediğimiz gibi, yeni bir teknolojidir. bilgi işlemin geleceği. Bununla ilgili özellikle çarpıcı olan ilk şey, şu anda sözde bitlerle çalışırken, bu yeni ve karmaşık teknolojide yalnızca iki değere (sıfır veya bir) sahip olabilen minimum bir bilgi birimi üzerinde çalışmamızdır. sözde qubits burada sadece sıfır veya bir olamaz, aynı zamanda bir örtüşme veya her ikisinin kombinasyonu da olabilir.
Bunu biraz daha iyi açıklamak için fizikten yararlanmalıyız ve özellikle bazı uzmanların açıkladığı gibi enerjinin korunumu ilkesi, bu kesinlikle sizin gibi ses çıkaracak ve bu izole bir sistemin enerjisinin her zaman korunduğunu açıklıyor. Bu ilkenin bize örnek olarak söylediği şey, eğer sadece bir bardak koyabileceğimiz bir sistem tasarlayabilseydik, içinde sürtünme olmaz ve saniyede yaklaşık 5 tur dönüyor, çünkü yok dış etki, hep aynı hızda dönecektir.
Örneğe devam edersek, belirli bir anda bardağımızın ikiye bölündüğünü hayal edin. Hala hiçbir dış etki yoktur, bu nedenle bu dönüş hızı korunmalıdır. Bu şekilde, iki gözlükten biri saniyede 5 tur dönmeye devam ederse, diğeri dönemez çünkü dönüşler birdenbire ortaya çıkardı, fiziğin söylediği bir şey olamaz. Temel olarak bu ilke bize, eğer gözlüklerden birinin dönme hızını bilirsek, birbiriyle iç içe olduğu için diğerinin ne olduğunu otomatik olarak bileceğinizi söyler.
Belki örnek çok iyi olmasa da, umarım anlamışsınızdır, bir kübitin durumlarının birkaç olabileceği gerçeğine rağmen, gerçek şu ki, bilmemize yardımcı olur. Birinin durumunu bilmek, diğerinin durumunu tam olarak bilmemize yardımcı olurne kadar uzak olursa olsun.
Şimdi, bu biraz daha karmaşık hale gelebilir, çünkü verdiğimiz örnekte, söz konusu gemilerden birinin belirli bir dönme hızı ve yönü olduğunu biliyoruz, kuantum dünyasında artık durum pek öyle değil. Bu dünyadaki iki birim birkaç üst üste binmiş hıza ve dönme yönüne sahip olabilir, olan şu ki, hızı ölçerken, yönü sabitliyoruz.
Kuantum fiziği hala çok daha karmaşık hale gelebilir. durum çakışması, ama gerçek şu ki, fizik seviyem biraz sınırlı, yine de, bir fizikçiyseniz, bazı yanlışlıklar bulabileceğiniz gerçeğine rağmen, kavramın kuantum hesaplamaya devam etmek için açık olduğunu düşünüyorum.
Fiziksel teori ile bir anlığına uğraştıktan sonra, kuantum hesaplamaya devam etme ve kübitlere geçme zamanı gelmiştir. bu teknolojinin neden bu kadar güçlü olabileceğini anlayın. Daha önce de bahsettiğimiz gibi bir kübitimiz olduğunu hayal edin, örneğin bir çeyrek dönüşün döndürülmesi gerçeği dikey ve yatay dönüşünün değiştirilmesine neden olur, bu da bize bir girdi işlemiyle sonuç verir. iki sonuç alıyoruz.
Denkleme yeni bir kübit ekleyerek problemi biraz daha karmaşık hale getirirsek, her birinin birkaç duruma, kendi dikey ve yatay salınımına ve diğer kübitin dikey ve yatay salınımına, şimdi birini çevirerek elde ederiz. çeyrek dönüş Dört parametre değiştirilir, yani bir giriş eylemi ile dört işlem gerçekleştirilebilir.
Operasyona yeni kübitler ekleyerek, tek bir giriş eylemiyle gerçekleştirilen operasyonlar açısından katlanarak büyüyebilir. Daha önce yorumladığımız gibi, n'nin rastgele seçtiğiniz sayı olduğu n kübitimizin olduğu bir sistem elde ettiğimizi hayal edin, bir kübit, sistemin tüm kübitlerinin yanı sıra dikey ve yatay salınımıyla ilgili bilgileri de saklıyor. ulaşabileceğimiz bir dönüşümle 2 kaldırma ve işlem gerçekleştir.
Tüm bu teoriyi biraz bir kenara bırakıp tüm bunları pratiğe dökerek, WiFi sinyaliniz için bir WPA2-PSK anahtarı oluşturduğunuzu hayal edin, bu anahtar gerçek kelimeler olmadan tamamen rastgele üretildi ve dünyada gerçekleştirebilecek hiçbir program yok sözlük saldırıları bunu bilebilir. Görünüşe göre ve uzmanlara göre, 10 karakterli bir şifre kullanan geleneksel bir bilgisayar, uzun yıllar kaba kuvvet saldırıları gerçekleştiren. Bu bilgisayar geleneksel bir ekipman yerine kuantum hesaplamadan yararlanıyorsa, birkaç saniye sürer çözümü bulmada.
Kuantum hesaplama bizi nereye götürüyor?
Gerçek şu ki şu anda hiç kimse bu kadar yeni bir teknolojiden ne beklememiz gerektiğini bilmiyor, öyle olsa bile, şu anda nerede olduğumuzu anlamamız gereken en iyi şey, büyük teknoloji şirketlerinin sahip olduğu tüm haberler hakkında konuşmaya çalışmaktır. hem donanım hem de yazılım düzeyinde kuantum hesaplamanın geliştirilmesi ve evrimi üzerinde yorulmadan çalışan araştırmacı ekipleri.
Üzerinde son yapılan çalışmalara göre Google bir tür yenilik hakkında yorum yaptı, bu alanda kısa vadede kuantum hesaplama açısından en fazla kapasiteye sahip şirket olmayı umduklarını görüyoruz. Öyle ki, bu ilk adıma bu yıl 2017'de yeni bir alan alan etkileyici D-Dalgalarının evrimi sayesinde ulaşmayı umuyorlar altı kübit çip.
Google'dan çalışanların en son yayınladıklarıyla devam edersek, bunun sadece bir ilk adım olduğunu görüyoruz, çünkü görünüşe göre onlara izin verecek yeni bir üretim metodolojisi geliştirmeyi başardılar veya en azından John Martinis bu şekilde ifade etti. Google'ın kuantum bilgi işlem araştırma grubu başkanı, çok daha hızlı gelişiyor. Bu, bugün yeni çip tasarımları üzerinde çalışmalarını sağlar. 30 ile 50 kübit arasında.
Öte yandan Google, ne kadar donanım gücü elde ederseniz edin, bir yazılım bu eşit olabilir ve bu tür bir sistemin uzmanlığı göz önüne alındığında, şu anda bu teknolojinin tüm özelliklerinden yararlanabilecek bir dili nasıl geliştireceğimizden emin değiliz, ancak yavaş yavaş Güvenlik, kriptografi veya yapay zeka gibi konularda da kullanılabilecek bu alanda özel yansımaları olabilecek yeni adımlar atılması da sağlanıyor.
Google'ı bir kenara bırakırsak konuşmaya devam etmeliyiz IBM, belki de ilerlemeleri ile genellikle savaşa girmeyen ve biraz 'kendi yollarına' gidiyor gibi görünen, ancak örneğin her türden geliştiriciyi edinme fikri sayesinde oldukça dikkate değer ilerlemeler kaydeden bir şirket dahil. Onun fikri kesinlikle oluşturmak yer herhangi bir kullanıcının beş kübitlik çipini test edebileceği yer.
Ilişkin Microsoft, birkaç ay önce, kuantum hesaplamayı anlamanın kendine özgü yolları üzerinde hala çalıştıkları, Google veya IBM gibi bu tuhaf yarışta rakiplerinin izlediğinden tamamen farklı bir yola bahis yaptıkları hakkında bilgi edindik. Ana fikir, ölçeklenebilir kuantum hesaplama. Bu fikri geliştirmek için şirket, sözde fikri geliştirmek için birkaç tanınmış araştırmacıyı işe almıştı. topolojik kübitler, fiziğe göre sadece iki boyutta var olan, anyon adı verilen parçacıkların birbirine geçmesine dayanan bir sistem.
Sonunda sahip oldukları vizyona son vermek istiyorum IntelBu yeni teknoloji için de silikon transistörlerin kullanımına doğrudan bahis yaptıkları veya ortaklaşa geliştirilen ve yürütülen ilginç proje Bristol Üniversitesi ve NTT Şirketi Kuantum hesaplamada çoklu görev için temel oluşturabilecek bir fotonik çip geliştirmeyi başardılar. Ayrıntı olarak, görevlilere göre, bu yeni çipin kullanımı sayesinde, şimdiye kadar tam bir yıl süren işlerin sadece birkaç saat içinde yürütülebileceğini söyleyin, bu aynı şeyin karmaşıklık derecesini gösteren bir şey ve özellikle müthiş gücü.
Minyatürleştirme, süreç optimizasyonu ve diğer yönler, her geçen yıl daha güçlü bilgisayarlar geliştirebilmek ve sunmak için hala çalışılıyor olsa da, gerçek şu ki, gelecek bu teknolojiyi tüm evlere taşımaktır. Google'ın bu yılın sonunda gerçekten 50 kübitlik bir yonga geliştirmeyi başardığını görmek gerekiyor, ancak bu sınıftaki şirketlerin bugün imkansız olduğunu düşündüğümüz şeyi yarını yapma konusunda uzmanlar.