Kuantum bilgisayarların yetenekleri
Kuantum bilgisayarlar klasik bilgisayarların yerini almayacak.
- Dizilerde yapılandırılmamış verileri aramakişaretleme olmadan fotoğraf, video, ses, metin dosyaları. Çok sayıdaki dosyaların aranması ve analizi, formatların, dillerin, bağlamın ve diğer parametrelerin parçalanmasıyla ilişkilidir. Ancak hacimlerin her yıl arttığı açıktır ve bu bilim adamları, pazarlamacılar ve güvenlik uzmanları için en önemli bilgidir. Kuantum bilgisayarların birkaç işlemi paralel olarak kolayca gerçekleştireceği ve bu tür veritabanlarında daha hızlı arama yapacağı varsayılmaktadır.
- Optimizasyon:istenen sonucu ve kısıtlamaları dikkate alarak en iyi çözümü arayın. Bu, teslimatı iyileştirecek, hızla değişen pazarlarda karar vermeye yardımcı olacak ve trafik akışlarını daha iyi yönetecektir.
- Dahil olmak üzere kuantum sistemlerinin modellenmesiörneğin yeni malzemelerin veya ilaçların molekülleri gibi. Bir kuantum bilgisayar, bu tür sistemlerin karmaşıklığını ve belirsizliğini ele almada harika olurdu. Bu aynı zamanda kimyasal reaksiyonların ve fiziksel etkileşimlerin modellenmesini de içerir.
- İnanılmaz derecede zor olan matematik problemlerini çözmeKlasik bilgisayarlar için. Bu, kriptografide yeni bir sayfa açacak olan kuantum bilgisayarların önemli bir özelliğidir - en yaygın şifreleme sistemleri savunmasız olacaktır.
Şimdiye kadarki en güçlü kuantum işlemcisi IBM tarafından yaratıldı ve 127 kübite sahip.
Fiziksel Temel Bilgiler: Temel Bilgiler
Kuantum bilgisayarların sorunları klasik makinelerden daha iyi, daha hızlı ve daha verimli çözmesine ne izin verecek? Kuantum üstünlüğünü ne sağlayacak?
Kuantum hesaplama, adından da anlaşılacağı gibi,kuantum fiziğinin süreçlerine dayanmaktadır. Kuantum fiziğinin varsayımına göre, ölçüm anına kadar bir elektron (veya örneğin bir foton gibi diğer en küçük parçacık) kesin koordinatlara sahip değildir, ancak aynı anda yörüngenin tüm noktalarında bulunur. Parçacığın tüm durumlarının toplamının bu alanına elektron bulutu denir. Basitleştirilmiş bir şekilde, bu elektron bulutunun fiziksel bir kübit (q-bit, kuantum bit) - kuantum hesaplamadaki temel bilgi birimi olduğunu söyleyebiliriz.
Qubit'ler kuantum hesaplamada aynı rolü oynuyorklasik hesaplamadaki bitler gibi. Ancak klasik bitler ikili ise ve yalnızca 0 veya 1 konumunda olabiliyorsa, o zaman kübitler tüm olası durumların üst üste binmesi durumundadır. Bu nedenle, bir kuantum bilgisayar, sorunu sıralı numaralandırma ile değil, aynı anda birçok olası seçeneği göz önünde bulundurarak çözer. Doğal olarak, hesaplama hızı radikal bir şekilde artar.
Bir diğer önemli özellik de dolaşmadır.Bu fenomen, uzak parçacıkların ortak ölçümlerinin sonuçlarının korelasyonlu olduğu ortaya çıktığında, parçacıkların ayrı ayrı ölçümleri tamamen rastgele olduğunda, kuantum parçacıklarının böyle bir özelliğini tanımlar. Tek bir sistem oluşturarak ne kadar çok kübiti karıştırmayı başarırsanız, bilgisayar o kadar güçlü olur ve o kadar karmaşık görevleri çözebilirsiniz.
Qubit'ler, kuantum hesaplamada klasik hesaplamadaki bitlerle aynı rolü oynar
Mevcut durum ve sorunlar
Medya sürekli olarak her şey hakkında bilgi verirkuantum hesaplamada yeni gelişmeler – örneğin, 2019'un sonunda Google, kuantum üstünlüğüne ulaşıldığını yüksek sesle duyurdu. Ancak gerçek şu ki, şimdiye kadar kuantum bilgisayarlar yalnızca çok özelleşmiş sorunları çözüyor.
Например, алгоритм распределения фотоотчетов, Çin'de Jiuzhang bilgisayarında gösterildi. Bu problem, kuantum üstünlüğünü göstermek için önerilen problemlerden biridir. Ve kuantum bilgisayarlar bu tür görevlerle süper bilgisayarlardan çok daha verimli bir şekilde başa çıkıyor.
Ancak kuantum bilgisayar özellikleri hesaplarkenmaddeler, ancak yalnızca en basit ve iyi bilinenler. Ve istenen özelliklere sahip maddeler oluşturmak veya lojistik akışlarını optimize etmek için yeterli güç yoktur. Şimdiye kadarki en güçlü kuantum işlemcisi IBM tarafından yaratıldı ve 127 kübite sahip. Ve makalenin başında bahsedilen sorunları çözmek için binlerce kübit gerekecektir. Bununla birlikte, son on yılda kuantum hesaplama alanındaki ilerlemenin çok büyük olduğunu ve şimdiye kadar ilerlemenin önünde hiçbir görünür engel bulunmadığını söylemekten geri duramaz.
Ama sorunlar kesinlikle var.Örneğin, bu, belirli bir problemin çözümüne geri dönmeyi ve hesaplamaların sonuçlarını saklamayı sağlayacak bir kuantum hafıza oluşturma sorunudur. Ölçeklendirme sistemleri, tutarlılık süresini artırma, hata düzeltme sorunları - hesaplama gücündeki artış tüm bunlara bağlıdır. Yazılım bölümünde de birçok soru var, çünkü hesaplamaların sonuçlarıyla çalışmak için kuantum hesaplamada elde edilen verileri klasik hesaplama diline “çevirmemiz” gerekiyor. Ve hala çalışmak için çok büyük bir alan var.
Bir süper bilgisayar her şeyi yapamaz, ancak bir sürü sorunu çözecektir.
Etraftaki gerçeklik sürekli değiştiğinde,Saf bir soru sormak istiyorum - yeterince güçlü bir kuantum bilgisayar tüm bunları önceden "tahmin edebilir mi"? Cevap: hayır, hiçbir bilgisayar sisteminin öngörü yeteneği yoktur.
Ama tam da bu kadar hızlı değişen birBir kuantum bilgisayarı, piyasadaki en uygun stratejiyi seçmeye yardımcı olacak, en iyi lojistik seçenekleri bulacaktır; bu, özellikle ulaşım piyasasındaki durumun istikrarsız olduğu koşullarda değerlidir. Ancak şimdiye kadar dünyanın herhangi bir ülkesinde bu tür görevlerle başa çıkabilecek güçlü bir kuantum makinesi yok. Ve önümüzdeki yıllarda ortaya çıkması pek olası değil.
Daha fazla oku:
Bilim adamları galaksilerden 50 kat daha büyük bir kara delik buldular
Fizikçiler suyun düşük sıcaklıklarda iki sıvıya dönüştüğünü gösterdiler.
Rusya, termonükleer bir reaktörün enerjisine dayanabilecek bir alaşım icat etti