Síðustu áratugi þróuðu tölvur mjög hratt. Í raun, á minningu ein kynslóð, fóru þeir frá fyrirferðarmikill rör, hernema mikið herbergi til litlu taflna. Minni og hraði jókst hratt. En augnablikið kom þegar verkefni komu fram sem voru umfram mátt jafnvel nútíma tölvu með frábærum krafti.
Hvað er skammtatölva?
Tilkomu nýrra verkefna sem eru utan stjórn á venjulegum tölvum, hefur neytt að leita að nýjum tækifærum. Og, í stað hefðbundinna tölvu, birtist skammtafræði. Skammtatölva er tölvutækni, grundvöllur aðgerðarinnar, sem byggist á þætti kvaðmafræði. Helstu ákvæði skammtafræði voru mótuð í byrjun síðustu aldar. Útlit hennar leyfði að leysa mörg vandamál eðlisfræði sem ekki fann lausn í klassískri eðlisfræði.
Þrátt fyrir að kenningin um skammtatölu telur nú þegar á öldinni er það ennþá aðeins skiljanlegt að þröngum hópi sérfræðinga. En það eru raunverulegar niðurstöður kvaðmafræði, sem við erum nú þegar vanir - leysitækni, tómatfræði. Og í lok síðustu aldar var kenningin um skammtafræði útreiknuð af sovéska eðlisfræðingnum Yu. Manin. Fimm árum síðar afhjúpaði Davíð Deutschland hugmyndina um skammtafræði.
Er einhver skammtatölva?
En útfærsla hugmynda var ekki svo einföld. Reglulega eru skýrslur um að annar skammtatölva hafi verið búin til. Þróun slíkrar tölvutækni er unnið af risa á sviði upplýsingatækni:
- D-Wave er fyrirtæki frá Kanada, sem var fyrstur til að hleypa af stokkunum framleiðslu á skammvinnum tölvum. Engu að síður eru sérfræðingar að ræða um hvort þessi tölvur séu raunverulega skammtatölvur og hvaða kostir þau gefa.
- IBM - búið til skammtatölvu og opnaði það fyrir netnotendur fyrir tilraunir með skammtafræði reiknirit. Árið 2025 stefnir félagið að því að búa til fyrirmynd sem er hægt að leysa þegar hagnýt vandamál.
- Google - tilkynnti útgáfu á þessu ári tölvu sem er fær um að sannprófa yfirburði skammtatölva á hefðbundnum tölvum.
- Í maí 2017 sögðu kínversk vísindamenn í Shanghai að öflugasta skammta tölvan í heiminum var búin til, umfram hliðstæður í tíðni merkjameðferðar um 24 sinnum.
- Í júlí 2017, á Moskvu ráðstefnunni um Quantum Technologies, var tilkynnt að 51 kvaddar skammtatölva hefði verið búið til.
Hver er munurinn á skammtafræði og venjulegu tölvu?
Grundvallar munurinn á skammtatölvu í nálgun við útreikningsferlið.
- Í hefðbundnum örgjörva eru allar útreikningar byggðar á bitum sem eru til í tveimur ríkjum 1 eða 0. Það er að öllu vinnunni minni til að greina mikið af gögnum til að uppfylla tilgreindar aðstæður. Skammta tölvan er byggð á qubits (skammta bita). Eiginleiki þeirra er hæfni til að vera í ríkinu 1, 0 og einnig samtímis 1 og 0.
- Hæfileiki skammtatölva er verulega aukinn, þar sem engin þörf er á að leita að réttu svari í hópnum. Í þessu tilfelli er svarið valið úr þeim sem þegar eru tiltækar með ákveðnum líkum á bréfaskipti.
Hvað er skammtatölva fyrir?
Meginreglan um skammtatölvu, byggð á vali lausnar með nægilegum líkum og getu til að finna slíka lausn mörgum sinnum hraðar en nútíma tölvur, ákvarðar tilgang þess að nota hana. Fyrst af öllu, tilkomu þessa tegund af tölvutækni áhyggjur cryptographers. Þetta er vegna þess að hæfileika skammtatölva er auðvelt að reikna út lykilorð. Svo er öflugasta skammta tölvan, búin til af rússnesku-amerískum vísindamönnum, fær um að fá lykla að núverandi dulkóðunarkerfum.
Það eru einnig gagnlegar notaðar verkefni fyrir skammtatölvur, þau eru tengd við hegðun frumefni, erfðafræði, heilsugæslu, fjármálamarkaði, verndun neta frá vírusum, gervigreind og mörgum öðrum sem venjulegir tölvur geta ekki leyst.
Hvernig er skammtatölva raðað?
Uppbygging skammta tölva byggist á notkun qubits. Eins og líkamleg árangur qubits sem notuð eru:
- hringir af superconductors með jumpers, með multidirectional núverandi;
- einstök atóm, undir áhrifum geislalína;
- jónir;
- ljósmyndir;
- Afbrigði af notkun nanókristalla hálfleiðara eru þróaðar.
Quantum tölva - meginreglan um rekstur
Ef það er viss um klassíska tölvu í vinnunni, þá er erfitt að svara spurningunni um hvernig skammta tölva virkar. Lýsingin á virkni skammtatölva byggist á tveimur óskiljanlegum setningar:
- Meginreglan um ofbeldi er spurning um qubits sem geta verið samtímis á stöðum 1 og 0. Þetta gerir nokkrar útreikningar hægt að framkvæma samtímis, frekar en að flokka út valkosti sem gefur stóra hagnað í tíma;
- skammtafræði entanglement er fyrirbæri sem nefnt er af A. Einstein, sem er samtengingu tveggja agna. Í einföldum orðum, ef einn af agnunum hefur jákvæða helicity, þá tekur annað í stað jákvæða helicity. Þetta samband kemur fyrir óháð fjarlægð.
Hver fann upp skammtatölvuna?
Grundvöllur skammtafræðinnar var lýst í upphafi síðustu aldar, sem tilgátu. Þróun hennar er tengd slíkum ljómandi eðlisfræðingum eins og Max Planck, A. Einstein, Paul Dirac. Árið 1980 lagði Antonov hugmyndina um möguleika á skammtafræði. Og ári síðar tókst Richard Feyneman að kenna fyrsta skammta tölvan.
Nú er búið að búa til skammtatölvur á þróunarstigi og jafnvel erfitt að ímynda sér hvað skammtafræði getur gert. En það er algerlega ljóst að mastering þessarar átt mun færa fólki mörgum nýjum uppgötvunum á öllum sviðum vísinda, mun leyfa okkur að líta inn í ör- og þjóðhags heiminn til að læra meira um eðli huga, erfðafræði.