क्वांटम प्रोसेसर: वर्णन, ऑपरेशन तत्त्व

क्वांटम कम्प्युटिंग, सिद्धांत मध्ये किमान, काही दशके उल्लेख. संभाव्य डेटा अगणित प्रमाणात हाताळण्यासाठी नॉन-शास्त्रीय रचना वापर मशीन आधुनिक प्रकार, एक मोठा घुसखोरी झाले आहेत. विकसकांसाठी यांच्या मते, त्यांची अंमलबजावणी कदाचित सर्वात अत्याधुनिक तंत्रज्ञान, कधीही निर्माण झाली. क्वांटम प्रोसेसर जे मानवजातीला केवळ 100 वर्षांपूर्वी माहीत आहे प्रकरणाचा स्तरांवरील येथपासून चालवतात. अशा गणिते संभाव्य अफाट आहे. विचित्र भाग गुणधर्म, सध्या शास्त्रीय संगणक त्यामुळे अनेक कार्ये वापरून गणिते गति होईल निराकरण करण्यासाठी घेऊ शकत नाही. आणि केवळ रसायनशास्त्र आणि साहित्य विज्ञान क्षेत्रात. वॉल स्ट्रीट व्याज दिसून येत आहे.

भविष्यात गुंतवणूक

सीएमई गट, वॅनकूवर कंपनी 1QB माहिती तंत्रज्ञान Inc. गुंतवणूक केली आहे क्वांटम प्रकार प्रोसेसर सॉफ्टवेअर विकसित. गुंतवणूकदारांना मते, या गणिते उद्योग, संवेदनशील डेटा मोठ्या प्रमाणात वेळ काम ज्या महान परिणाम होण्याची शक्यता आहे. अशा ग्राहकांना एक उदाहरण आर्थिक संस्था आहेत. गोल्डमन Sachs डी-लाट प्रणाल्या गुंतवणूक आणि इन-प्रश्न-तेल कंपनी लिहायची अर्थसहाय्यित. प्रथम काय एक "भाग annealing", म्हणजे म्हणतात करा की मशीन निर्मात्यांना. ई एक भाग प्रोसेसर वापरून कमी-स्तरीय ऑप्टिमायझेशन समस्या ठरवितात. इंटेल देखील भविष्यात व्यवसाय अंमलबजावणी असणारी जरी, हे तंत्रज्ञान गुंतवणूक गुंतलेली आहे.

का आले?

भाग संगणकीय म्हणून रोमांचक आहे कारण, मशीन शिक्षण त्यांच्या परिपूर्ण संयोजन मध्ये lies. सध्या, अशा गणिते मुख्य अनुप्रयोग आहे. पाऊस हा एक परिणाम आहे उपाय शोधण्यासाठी एक प्रत्यक्ष डिव्हाइस वापरून - एक भाग संगणक कल्पना. कधी कधी संकल्पना खेळ रागावलेले पक्षी उदाहरण यांनी स्पष्ट. गुरुत्वाकर्षण संवाद आव आणणे आणि टक्कर वस्तू CPU टॅबलेट गणिती समीकरणे वापरते. क्वांटम प्रोसेसर त्याच्या डोक्यावर हा दृष्टिकोन ठेवले. ते काही पक्षी "फेकणे", आणि हे काय पाहू. मायक्रोचिप लिहिले वेळी कार्य: हे आहे एक पक्षी, ते काय चांगल्या मार्गक्रमण फेकणे? मग त्यांना एक फार मोठी संयोजन किमान सर्व शक्य उपाय चेक, किंवा, आणि उत्तर दिले जाते. एक भाग मध्ये संगणक समस्या निराकरण एक गणितज्ञ, त्याऐवजी भौतिकशास्त्र काम कायदे नाही.

ते कसे कार्य करते?

आमच्या जगाच्या मूलभूत इमारत अवरोध - भाग-यांत्रिक. आपण रेणू पाहतो तर, कारण ते स्थापना आणि जे स्थिर राहील - इलेक्ट्रॉन orbitals सुसंवाद. सर्व भाग-यांत्रिक गणिते त्यांना प्रत्येक समाविष्ट आहेत. त्यांची संख्या exponentially खराब इलेक्ट्रॉन संख्या वाढते. उदाहरणार्थ, 50 इलेक्ट्रॉन दोन 50-पदवी पर्याय अस्तित्वात. या आश्चर्यकारकरित्या संख्येने त्यामुळे तो आज गणना करू शकत नाही. भौतिकशास्त्र कनेक्शन माहिती सिद्धांत अशा समस्या सोडवणे मार्ग करू शकता. 50 kubitovnomu संगणक करू शकता.

एक नवे पर्व 'डॉन' या

Landon असते, अध्यक्ष आणि 1QBit चे सह-संस्थापक, भाग प्रोसेसर नुसार - तो अणूपेक्षाही लहान असणार्या मूलकणांचा जगातील प्रक्रिया शक्ती वापर करणे शक्य आहे, तो नवीन साहित्य किंवा नवीन औषधे निर्मिती प्राप्त करण्यासाठी महत्वाचा आहे. रचना एक नवीन युग शोध नमुना बस्तान आहे. उदाहरणार्थ, भाग संगणकीय वातावरणातील कार्बन आणि नायट्रोजन काढू, आणि अशा प्रकारे जागतिक तापमानवाढ थांबवू मदत परवानगी आलेले मॉडेल वापरले जाऊ शकते.

प्रगती अग्रेसर

हे तंत्रज्ञान विकासक समुदाय अत्यंत उत्सुक आणि व्यस्त क्रियाकलाप आहे. प्रारंभ-अप, कंपन्या, विद्यापीठे आणि सरकार लॅब मध्ये जगभरातील कार्यसंघ रेस कार, विविध भाग माहिती प्रक्रिया पध्दती वापर ज्या बांधकाम करत आहोत. तयार qubit superconducting qubits आणि काबीज आयन, मेरीलँड विद्यापीठ आणि मानदंड आणि तंत्रज्ञान राष्ट्रीय संस्था पासून संशोधक सहभागी जे चीप आहे. मायक्रोसॉफ्ट जे उद्देश ज्या अस्तित्व निर्णायकपणे सिद्ध केले गेले नाही नॉन-Abelian ऋणविद्युत भारित कण लागू आहे स्टेशन प्रश्न म्हणतात topological दृष्टिकोन, विकसित.

वर्ष संभाव्य घुसखोरी

आणि हे फक्त सुरूवात आहे. मे 2017 पर्यंत शेवटी भाग-प्रकार प्रोसेसर संख्या अद्वितीय जलद किंवा शास्त्रीय संगणक चांगले करत, शून्य आहे. हा कार्यक्रम "भाग श्रेष्ठत्व" सेट होईल, पण आतापर्यंत ते घडलं नाही. हे म्हणून ह्या वर्षी लवकर म्हणून घडू शकते शक्यता आहे. बहुतेक अंतर्गत Google भौतिकीचे प्राध्यापक, कॅलिफोर्निया विद्यापीठातील सान्ता बार्बरा येथे, जॉन मार्टिन यांच्या नेतृत्वाखाली गट स्पष्ट आवडत्या आहे, असे ते म्हणाले. त्याची उद्देश - 49-qubit प्रोसेसर मदतीने वरिष्ठ संगणकीय साध्य करण्यासाठी. मे अखेरीस 2017 संघ यशस्वीरित्या शास्त्रीय महासंगणक संपुष्टात आणून दिशेने एक दरम्यानचे पाऊल म्हणून 22-qubit चिप चाचणी.

कसे ते सर्व सुरुवात केली?

दशके माहिती प्रक्रिया क्वांटम यांत्रिकी वापरून कल्पना. IBM आणि एमआयटी यांच्या संयुक्त विद्यमाने संगणकीय भौतिकशास्त्र वर एक परिषद आयोजित तेव्हा की घटना एक, 1981 मध्ये आली. प्रसिद्ध भौतिकशास्त्रज्ञ रिचर्ड फ़ाइनमनची कल्पना होती एक भाग संगणक तयार करण्यासाठी प्रस्तावित. त्याच्या मते, नक्कल साठी क्वांटम यांत्रिकी अर्थ लाभ घ्यावा. आणि, एक मोठे आव्हान आहे ते दिसत नाही, कारण त्यामुळे सोपे नाही. superposition आणि गुंतागुंत - भाग प्रोसेसर मध्ये ऑपरेटिंग तत्त्व अणू विचित्र गुणधर्म अनेक आधारित आहे. कण एकाच वेळी दोन राज्यांमध्ये असू शकते. तथापि, मोजण्यासाठी तेव्हा त्यांना फक्त एक होईल. आणि संभाव्यता सिद्धांत दृष्टीने वगळता, ज्या अंदाज करणे अशक्य आहे. हा परिणाम एक विचार प्रयोग स्क्रोडिंगरचे मांजर, निरीक्षक धावती डोकावून नाही म्हणून बॉक्समध्ये दीर्घकाळ एकाचवेळी मृत आणि जिवंत आहे, आधार आहे. या प्रकारे आपल्या दैनंदिन जीवनात काहीही कार्य करते. तथापि, 1 विसाव्या शतकाच्या सुरूवातीस पासून आयोजित प्रयोग दशलक्ष, रचना अस्तित्वात नाही, हे दाखवण्यासाठी. आणि पुढील चरण ही संकल्पना कसे वापरावे बनवत आहे.

क्वांटम प्रोसेसर: काम वर्णन

क्लासिक बिट मूल्य 0 किंवा 1 असू शकतात, नंबर गुणाकार करणे शक्य आहे, चित्रे काढणे आणि वर. एन Qubit देखील असू शकते 0 ते म्हणाले, "तर्कशास्त्र दरवाजे" (ड. आणि, किंवा, नाही, इ) एक ओळ चुकली तर, 1 किंवा दोन्ही. म्हणा, 2 qubit लादून घेऊ, तर, तो त्यांना उत्तम प्रकारे निगडित करते. भाग प्रोसेसर टाइप तर्कशास्त्र दरवाजे वापरू शकता. टी एन Hadamard गेट, उदाहरणार्थ, परिपूर्ण एक superposition राज्यात qubit ठेवते. superposition आणि गुंतागुंत कौशल्याने केले भाग दरवाजे, उप-आण्विक गणिते संभाव्य उलगडणे सुरू एकत्र तर. तर्कशास्त्र ऑपरेशन अंमलबजावणी शक्य एकाच वेळी सर्व पदांवर काम करते की 00, 01, 10 आणि 11 अशा भाग प्रोसेसर ऑपरेशन तत्व: 2 qubit 4 राज्यांमध्ये अभ्यास परवानगी देते. आणि उपलब्ध राज्यांमध्ये संख्या qubits संख्या शक्ती आहे 2. त्यामुळे, आपण 50-qubit सार्वत्रिक भाग संगणक केल्यास, तो पार्शल शक्य एकाच वेळी सर्व 1.125 अगणित जोड्या परीक्षण करणे.

Kudity

रशिया मध्ये क्वांटम प्रोसेसर वेगळ्या थोडे पहा. MIPT आणि रशियन भाग केंद्र शास्त्रज्ञांनी विविध "ऊर्जा" पातळी अनेक "आभासी" qubits प्रतिनिधीत्व "kudity" तयार केले.

मोठेपणा

भाग प्रोसेसर टाइप क्वांटम यांत्रिकी amplitudes आधारित आहे की फायदा आहे. शक्यता amplitudes समान आहेत, पण ते देखील नकारात्मक असू शकते, आणि गुंतागुंतीच्या संख्या. त्यामुळे, आपण एका कार्यक्रमात संभाव्यतेची गणना करण्यासाठी इच्छित असल्यास, आपण सर्व प्रकारच्या त्यांच्या विकास पर्याय मोठेपणा च्या जोडू शकता. भाग संगणकीय कल्पना सेटअप करण्याचा प्रयत्न आहे हस्तक्षेप नमुना जेणेकरून चुकीचे उत्तर मार्ग काही सकारात्मक मोठेपणा होते, आणि काही - एक नकारात्मक, त्यामुळे ते एकमेकांना रद्द होईल. योग्य उत्तर अग्रगण्य एक मार्ग एकमेकांशी टप्प्यात आहेत amplitudes आहे. युक्ती तुम्ही उत्तर योग्य आहे काय अगोदर जाणून न करता, सर्वकाही आयोजित आवश्यक आहे. सकारात्मक आणि नकारात्मक amplitudes दरम्यान हस्तक्षेप संभाव्य सह संयोजनात त्यामुळे वाढीव भाग राज्यांमध्ये मोजणी या प्रकारचे फायदा आहे.

Shor च्या अल्गोरिदम

संगणक निराकरण करण्यात अक्षम आहे की अनेक कामे आहेत. एन्क्रिप्शन अशा. समस्या आहे, तो 200-अंक मुख्य घटक शोधण्यासाठी त्यामुळे सोपे नाही आहे. लॅपटॉप उत्कृष्ट सॉफ्टवेअर रन होत असले तरी, आपण वर्षे उत्तर शोधण्यासाठी प्रतीक्षा आहे. त्यामुळे भाग संगणकीय आणखी एक मैलाचा दगड पीटर किनारा करून 1994 मध्ये प्रकाशित अल्गोरिदम झाले आहे, आता एमआयटी येथे गणिताचे प्राध्यापक आहे. त्याच्या पद्धत एक भाग संगणक, अद्याप अस्तित्वात नाही जे वापरून मोठ्या प्रमाणात घटक शोधण्यासाठी आहे. खरं तर, अल्गोरिदम योग्य उत्तर क्षेत्र सूचित ऑपरेशन, करते. पुढील वर्षी, किनारा भाग त्रुटी सुधारणा करण्याची एक पद्धत शोधला. काही प्रकरणांमध्ये अधिक शक्तिशाली असू शकते जे गणना एक पर्यायी पद्धत, - मग, अनेक आहे, असे लक्षात आले आहे. मग त्यांना दरम्यान qubits आणि तर्कशास्त्र दरवाजे तयार करण्यासाठी भौतिकशास्त्रज्ञ पासून व्याज एक लाट मागे गेले. आणि आता, दोन दशकांनंतर, माणुसकीच्या एक पूर्ण वाढ झालेला भाग संगणक तयार च्या कडा वर आहे.