מחשב קוונטי מה הטכנולוגיה שלך?

התפתחויות המחשבים אפשרו פיתוח גדול יותר בפעולות המחשב, במאמר זה נסביר מה מחשב קוונטי.

מחשב קוונטי

התקדמות הטכנולוגיה ניכרת מאוד ביצירות מחשב, מכיוון שהן בוחרות בפונקציות ויכולות חדשות, כך שתוכל לנצל את מלוא היתרונות של המערכת, שבה כל אחד מהסיביות והאלגוריתמים משמשים בהעברת נתונים.. כיום הופק המחשב הקוונטי, בעל מאפיינים דומים מאוד למחשבים בסיסיים אך שונה בקידוד הנתונים.

העיצוב שלו בנוי כך שיתאים לתופעות של מכניקת הקוונטים, כך שתעשיות רבות משתמשות במחשב קוונטי מסוג זה כדי לשפר את ביצועיו בפיתוח קידוד. המניפולציה הספציפית שלה בביטים גורמת להשפעה רבה, ועולה על מחשבים בסיסיים הן בעוצמה והן ביכולת.

למחשב הקוונטי יש את היכולת להשתמש בדחפים חשמליים ליצירת סיביות קוונטיות, הנקראות גם "qubits". מחרוזות הספרות הבינאריות משמשות בביצוע המערכת על ידי כל סוג מחשב, אך ניתן לראות במחשב הקוונטי חריג מכיוון שהן משתמשות במה שנקרא qubits.

Qubits הם חלקיקים תת -אטומיים הדומים מאוד לפוטונים וגם לאלקטרונים, הם משמשים במכניקת הקוונטים כדי לבסס את התפקוד התקין במחשב קוונטי. המהנדסים האחראים על יצירת חלקיקים אלה חייבים להשתמש במעגלים מוליכי -על שונים אשר אינם יכולים להיות חמים אך קרים.

משימה זו של ייצור וניהול qubits היא מורכבת מאוד, מכיוון שחייבים לקרר את המעגלים לאפס מוחלט כמעט, תהליך זה קשה מאוד לביצוע, פעולה זו מיושמת בדרך כלל על ידי חברות גדולות כמו גוגל וגם IBM, אשר לוקחות את זה אתגר להפעלת הרשתות והעברת הסיביות על ידי המערכת.

מאידך גיסא, חברות אחרות מבצעות הליך אחר לייצור חלקיקי הקוביט התת -אטומי, המורכב מלכידת האטומים באופן אינדיבידואלי הנמצאים בשדות האלקטרומגנטיים. פעולה זו מתבצעת באמצעות שבבי סיליקון, זאת בשל תכונותיה הפיסיקוכימיות המקלות על תהליך הלכידה של אטומים בודדים.

שבבי הסיליקון ממוקמים בתא אולטרה ואקום, על מנת לבודד את הקוביטים למצב שניתן לשלוט בו על פעולת המערכת ועל יישומי מחשב. בעת ביצוע כל הפעולה הזו, על המהנדסים לתכנן נתיב שבו הנתונים שיש להעביר והסיביות המתאימות יופנו לביצוע מגוון רחב של אלגוריתמים.

אם אתה רוצה לדעת על איזה מעבד יש יותר כוח לשיפור ביצועי המחשב, אז אתה מוזמן לקרוא את המאמר מעבדים חזקים יותר.

Usos

למחשב הקוונטי מגוון רחב של יישומים כיום, ביניהם יש לו את הפונקציה של הקמת סימולטור עם מערכת התנהגותו של החומר ברמה מולקולרית, זה מקל על לימודים וניתוח תנועות האטומים במצב ספציפי; דוגמה לכך היא ההרכב הכימי של המצברים של כלי רכב אלקטרוניים, מכיוון שאלו מציגים התנהגות מסוימת.

בדרך זו, היצרנים יכולים לייעל את פיתוח מצברי הרכב, ולהגדיל את יעילותם וביצועיהם. באותו אופן, מחשבים קוונטיים משמשים חברות תרופות לביצוע ניתוח והשוואת מולקולות ליצירת תרופות חדשות, כך שבכל התקדמות טכנולוגית ישנן דרכים חדשות לשימוש במערכת הסימולציה.

שימושים אחרים הניתנים למחשבים קוונטיים הוא לתת את התשובות לבעיות אופטימיזציה. ניתן לעשות זאת בקלות, שכן למחשבים אלה יש מערכת עוצמתית לביצוע חישובים שונים בו זמנית המנתחת פתרונות חדשים אשר ניתן לתת בעיה ספציפית, בדרך זו יש לך את ההזדמנות לציין איזה פתרון הכי כדאי ליישם.

ניתן לחשב את המסלולים שהמטוסים יכולים לעלות בעליה או בירידה, כך שתקבל שליטה רבה יותר בפעילות זו, ותגביר את הבטיחות בהליך שלך. תוכל גם לקבוע את המסלולים האופטימליים ביותר שתוכל לבצע בתחבורה הציבורית כדי למנוע קריסה על ידי כלי רכב ברחובות, ולהצליח לעבוד בצורה יעילה יותר ועם פחות הפסדים.

אם אתה רוצה לדעת על מחשב שמסווג כ- All in one המספק מבנה ספציפי, מומלץ לקרוא על המאמר של מחשב הכול-באחד.

חפיפה ושזירה

מחשבים קוונטיים מיישמים את ה- qubits כדי לפרט קבוצות נתונים שונות כך שהעוצמה המתאימה ניתנת לציוד, המערכת אחראית על עיבוד המידע הקשור למאפיינים הבינאריים והקוונטיים. תהליכים אלה נקראים הסתבכות וחפיפה של הביטים, מה שמאפשר למחשבים קוונטיים לתפקד.

במקרה של סיביות, זה יכול להתאים רק לאפסים ולאפסים, מאידך גיסא, הקיוביטים המשמשים מחשבים קוונטיים, בעלי שלושה מצבים שונים, כאשר המצב הראשון הוא אפס, השני הוא "אחד" והשלישי המדינה. זהו "אפס ואחד". ניתן ליצור מצבים אלה בו זמנית, מכיוון שזה תלוי בביצוע המערכת הבינארית.

כאשר מצבים נוצרים בו זמנית, תהליך זה ידוע בשם סופרפוזיציה; הייצוג של מערכת בינארית זו במקרים אלה דורש ניהול של לייזרים שצריכים להיות בעלי דיוק גבוה, כמו גם שימוש בקרני מיקרוגל, בשל קלות ההתגייסות של מכשירים אלה להפעלת המערכת.

המחשב הקוונטי יכול לבצע מספר רב של חישובים בו זמנית, לפשט את זמן ההמתנה בפעולות ואת המשימות שנשלחות לציוד, הוא מתמקד גם ביכולת ליצור זוגות qubit להתחלת תהליך ההסתבכות. של סיביות המסתבכות אך במצב יחיד, בהיותן פעולה שונה מהסופרפוזיציה בו זמנית.

עם זאת, הוא יכול לעבור למצב בינארי חדש, כלומר הוא עובר מאפס לאחד, הוא יכול אפילו להגיע למצב של אפסים ואחד. הקוביטים משתנים במהירות מה שמאפשר פיתוח בהליך המערכת; מצליחים לשנות את מדינותיהם למרחקים קצרים וגם למרחקים ארוכים.

https://www.youtube.com/watch?v=ItZj60njqmA

למרות שכל ההליך של פעולת השילוב של הביטים עדיין קצת מבלבל, לא ידוע בוודאות כל אחד מהשלבים המתבצעים עד לקבלת המצב הסופי של הקוביטים. מחשב קוונטי מיישם הן סופרפוזיציה והן הסתבכות qubit לפעולתו, היבט זה שונה במחשבים קונבנציונליים.

כאשר מספר הביטים מכפיל את עצמו במחשב קוונטי, קיבולת המערכת שלה עולה, ובכך מגדילה את הקביטים הזמינים בגלים אלקטרומגנטיים, ומאפשרים כוח רב יותר בביצוע נתונים ומידע מפורטל ספציפי; זוהי אחת הסיבות מדוע ציוד זה יכול לייצר פעולות קוונטיות ובסיסיות באופן אקספוננציאלי.

פעולות אלה מבוצעות בשרשרת, כך שהתהליכים מיושמים ברצף ובמידת הצורך בו זמנית, כל עוד המשתמש מבקש משימה ספציפית. הוא משתמש באלגוריתמים קוונטיים כדי למלא פונקציות קוונטיות נחושות שונות המואצות באמצעות העברת נתונים, ומגדילות את הפוטנציאל שלהן בפיתוח ושינויים במצבים של qubits.

עיצוב מחשבי הקוונטים בנוי כך שיוכל לעמוד בפני לייזרים וגלים אלקטרומגנטיים ביישום קוויביט. כל אחד ממרכיביו ותפעולו הקוונטי הוא הסיבה לכך שלציוד זה יש ערך גבוה בשוק העולה על חמישה עשר מיליון דולר לרכישת מחשב מסוג זה.

חוסר עקביות קוונטית

המחשב הקוונטי מאופיין בפונקציות הקוונטיות שלו, אולם הוא ידוע גם כמחשב בעל שגיאות רבות בביצוע חישובים, וזאת בשל חוסר הקוהרנטיות הקוונטית המתרחשת בזמן התפתחות הפעולות עם הקוביטים. זוהי סוגיה מורכבת שבה מעורבת האינטראקציה של הנתונים ושינויי המצבים המתרחשים במערכת הבינארית שלה, ויוצרים שגיאות אלה בפעולה.

כאשר מתרחשת התקשורת והאינטראקציה של qubits עם סביבת המחשוב, עלולים להתעורר מקרים בהם תנועות הקוונטים שלהם יורדות ברמה המגיעות לנקודת ההיעלמות. ריקבון זה מכונה אי -קוהרנטיות קוונטית, מכיוון שהוא חושף את המצבים הקוונטיים של קוויביטים רגישים ושבירים, שכאשר הם נמצאים בשינוי טמפרטורה או התנגשות נתונים בסופו של דבר נעלמים.

שינויים ורעידות אלה בהם עדים הקווביטים ידועים בשם רעש, המורכב משינויים בסביבת הביטים המייצרים ירידה במצבם ורמת הקוונטים שלהם, תהליך זה נאמר ממצב הסופרפוזיציה שלהם לפני שיא המשימה. שהתבקש; כאשר כשל זה מתרחש, מוצגות טעויות שונות במערכת ההפעלה של המחשב הקוונטי.

בשל בעיות אלו, מומלץ שמחשבים קוונטיים יישארו במקומות שאינם מופרעים, כלומר במקומות מבודדים בהם אין שינויים בלחות, בטמפרטורות, בין היתר. מקררים גדולים נדרשים גם כדי לשמור על הסביבה וסביבת המחשב בטמפרטורה מבוקרת, והם יכולים להיות ממוקמים גם בתאי ואקום.