양자 프로세서 : 설명, 동작 원리

양자 컴퓨팅은, 이론적으로 적어도 몇 십 년을 언급합니다. 잠재적으로 데이터의 막대한 양을 처리하기위한 비 고전 역학을 사용하는 기계의 현대 유형은 큰 돌파구가되었다. 개발자에 따르면, 자신의 구현은 아마도 지금까지 만들어진 가장 정교한 기술이었다. 양자 프로세서는 인류가 불과 100 년 전에 알려져있다있는 물질의 수준에서 작동합니다. 이러한 계산의 전위는 막대한 것이다. , 계산 속도를 높일 것입니다 현재 고전 컴퓨터입니다 너무 많은 작업을 기괴한 양자 속성을 사용하면 해결 될 여유가 없다. 그리고뿐만 아니라 화학 및 재료 과학 분야이다. 월가도 관심을 보이고있다.

미래에 투자

CME 그룹은 밴쿠버 회사 1QB 정보 기술 주식을 투자 양자 형 프로세서 용 소프트웨어를 개발하고있다. 투자자들에 따르면, 이러한 계산은 시간에 민감한 대량의 데이터 작업 업계에 가장 큰 영향을 미칠 가능성이있다. 이러한 고객의 예는 금융 기관이다. 골드만 삭스는 D-웨이브 시스템에 투자하고, 회사에서-Q-전화 중앙 정보국 (CIA)의 지원. 첫 번째는 "양자 어닐링", 즉 소위 만드는 기계를 생산하고있다. E.는 양자 프로세서를 사용하여 낮은 수준의 최적화 문제를 결정합니다. 그것은 미래의 비즈니스의 구현을 고려하지만 인텔은이 기술에 대한 투자에 종사하고있다.

왜합니까?

양자 컴퓨팅은 매우 흥미로운 이유는, 기계 학습과의 완벽한 조합에있다. 현재는 이러한 계산을위한 주요 응용 프로그램입니다. 부분적으로 이것은 결과이다 솔루션을 검색하는 물리적 장치를 사용하여 - 양자 컴퓨터의 아이디어는. 때로는 개념은 게임 화가 조류의 예에 의해 설명했다. 중력의 작용을 시뮬레이션하고 충돌 개체 CPU 태블릿은 수학 공식을 사용한다. 양자 프로세서는 머리에이 방법을 넣어. 그들은 몇 가지 새를 "던져", 무슨 일이 일어보세요. 마이크로 칩 서면에서 작업 :이되어 , 그들은 무엇을 최적의 궤적 새 던져? 그런 다음 모든 가능한 솔루션을 체크하거나 적어도 매우 큰 조합과 대답이 주어진다. 양자에서 컴퓨터 문제가 해결된다 하지 수학자, 물리학으로 작업의 법칙.

그것은 어떻게 작동합니까?

우리가 사는 세상의 기본 빌딩 블록 - 양자 역학. 당신은 분자 보면, 그들은이 형성되고있는 이유는 안정적으로 유지 - 전자 궤도의 상호 작용. 모든 양자 역학적 계산은 그들 각각에 포함되어 있습니다. 이들의 수는 기하 급수적으로 시뮬레이션 전자의 수를 증가 성장한다. 예를 들어, 50 개 개의 전자가 50도 옵션에 존재한다. 이 급격하게 많은 수의, 그래서 오늘 계산할 수 없습니다. 물리학 연결 정보 이론은 이러한 문제를 해결하는 방법을 가리킬 수 있습니다. 50 kubitovnomu 컴퓨터는 그것을 할 수 있습니다.

새로운 시대의 새벽

랜던 다운스 사장 1QBit 공동 설립 양자 프로세서에 따르면 - 세계 양자의 처리 능력을 사용할 수 있으며, 이는 새로운 물질이나 신약의 생성을 얻기 위해 중요하다. 디자인의 새로운 시대에 발견의 패러다임 변화가있다. 예를 들어, 양자 컴퓨터는 대기로부터 탄소 및 질소를 추출하고, 따라서 지구 온난화를 막을 수 있도록 촉매를 모델링하는데 사용될 수있다.

진보의 최전선

이 기술의 개발자 커뮤니티는 매우 흥분하고 바쁜 활동이다. 신생 기업, 대학, 정부 연구소에서 전 세계의 팀은 양자 정보 처리에 대한 다른 접근 방법을 사용하는 자동차 경주를 구축하고있다. 메릴랜드 대학과 국립 표준 기술 연구소의 연구원을 포함 캡처 된 이온에 만든 큐 비트 초전도 큐 비트 칩. 마이크로 소프트는 그 존재를 결정적으로 입증되지 않은 비 아벨 음이온을 적용하는 목적있는 역 Q라는 위상 접근 방식을 개발하고 있습니다.

년도 가능성이 돌파구

그리고 이것은 시작에 불과합니다. 2017년 5월의 끝에서 양자 형 프로세서의 수는 유일하게, 더 빨리 또는 더 나은 고전 컴퓨터가 아닌 뭔가를하고있는 제로이다. 이 이벤트는 "양자 우수성을"로 설정하지만, 지금까지 일이되지 않았습니다. 빠르면 올해로 일어날 수있는 가능성이 있지만. 대부분의 관계자들은 구글이 물리학 교수, 산타 바바라 캘리포니아 대학의 존 마틴이 이끄는 그룹의 맑은 좋아했다. 그 목적은 - 49 큐빗 프로세서의 도움으로 우수한 컴퓨팅을 달성했다. 월 말까지 2017 팀은 성공적으로 고전 슈퍼 컴퓨터의 해체를 향한 중간 단계로 22 큐 비트 칩을 테스트했다.

어떻게 모든 시작?

수십 년 동안 정보 처리에 대한 양자 역학을 사용하는 아이디어. IBM과 MIT가 공동으로 계산 물리학 회의를 조직 할 때 중요한 사건 중 하나는 1981 년에 발생했습니다. 유명한 물리학 자 리차드 페인먼 양자 컴퓨터를 구축 할 것을 제안. 그의 말에 따르면, 시뮬레이션을위한 양자 역학의 수단을 활용해야한다. 그것은 너무 쉽게 보이지 않기 때문에 그리고 그것은 큰 도전입니다. 중첩과 얽힘 - 양자 프로세서 동작 원리는 원자의 이상한 다수의 특성에 기초한다. 입자는 동시에 두 가지 상태에있을 수 있습니다. 측정 할 때 그러나, 그 중 하나가 될 것입니다. 그리고 확률의 이론의 관점에서 제외되는 예측하는 것은 불가능합니다. 이 효과는 관찰자가 우는 소리를 몰래 아니므로 상자에만큼 동시에 죽은 살아있는 사고 실험 슈뢰딩거의 고양이의 기초이다. 아무것도 이런 식으로 일상 생활에서 작동하지 않습니다. 그러나 약 1 백만 20 세기 초부터 실시한 실험, 상기 조성물이 존재 보여줍니다. 그리고 다음 단계는이 개념을 사용하는 방법을 파악한다.

양자 프로세서 : 작업 설명

고전 비트,이 숫자를 곱할 수 있으며, 값 0 또는 1이 그림을 그릴 수 있고, 그들은 "논리 회로"(D. AND, OR, NOT, 등)을 통해 라인을 놓치면 등등. N. 큐 비트는 0이 될 수있다, 하나 또는 양쪽 모두. 말, 2 큐 비트가 얽혀, 경우에, 그들을 완벽하게 상관 관계가 있습니다. 논리 게이트를 사용하여 양자를 입력 프로세서. T. N. 아다 마르 게이트는, 예를 들어, 최적의 중첩 상태 큐 비트를 둔다. 중첩 및 얽힘 서브 원자 계산의 가능성을 전개하기 시작 세라 위치 양자 게이트들과 결합하는 경우. 2 큐빗 4 개 상태의 조사를 허용 : 00, 01, 10, 11. 이러한 양자 프로세서의 동작 원리를 논리 연산의 실행이 가능 한번에 모든 위치에서 작동 할 수있다. 그리고 가능한 상태의 수는 큐 비트의 수의 힘에 2입니다. 당신이 50 큐 비트 범용 양자 컴퓨터를 만들 경우에 따라서, 동시에 모두 1125 개 천조 조합을 검토 이론적으로 가능하다.

Kudity

러시아의 양자 프로세서는 조금 다르게 참조하십시오. MIPT 러시아 양자 센터의 과학자들은 다양한 "에너지"수준이 여러 "가상"큐 비트를 나타내는 "kudity"를 만들었습니다.

진폭

입력 양자 프로세서는 양자 역학은 진폭에 기초하는 이점을 갖는다. 확률 진폭은 비슷하지만, 그들은 또한 음수가 될 수 있으며, 복잡한 숫자. 당신이 이벤트의 확률을 계산하려는 경우에 따라서, 당신은 그들의 개발 옵션의 진폭의 모든 종류를 추가 할 수 있습니다. 양자 컴퓨팅의 개념은 설정하는 것입니다 간섭 패턴을 오답에 대한 몇 가지 방법이 양의 진폭을했다, 그래서 일부 - 음, 그래서 그들은 서로를 취소합니다. 정답 선도하는 경로는 서로 상에 진폭을 가질 것이다. 트릭은 답이 정확이 무엇인지 사전에 모르고, 모든 것을 정리할 필요가있다. 양 및 음의 진폭들 사이의 간섭의 가능성과 함께 지수 그래서 양자 상태는 계산이 유형의 장점이다.

쇼어 알고리즘

컴퓨터가 해결할 수없는 많은 작업이 있습니다. 암호화 등. 문제는 200 자리 숫자의 주요 요소를 찾기 위해 너무 쉽게 노출되지 않는 것입니다. 노트북은 우수한 소프트웨어를 실행중인 경우에도 년이 답을 찾을 때까지 기다려야 할 수도 있습니다. 따라서, 양자 컴퓨터의 또 다른 이정표가 피터 쇼어에 의해 1994 년에 출판 알고리즘이되었다, 지금 MIT에서 수학의 교수이다. 그의 방법은 아직 존재하지 않았다 양자 컴퓨터를 사용하여 많은 수의 요소를 찾을 수 있습니다. 사실,이 알고리즘은 정확한 답이있는 영역을 나타내는 동작을 수행한다. 다음 해, 해안 양자 오류 수정하는 방법을 발견했다. 어떤 경우에는 더 강력한 될 수 있습니다 계산하는 다른 방법, - 그리고, 많은 사람들이이 것을 깨달았다. 그리고 그들 사이 큐 비트와 논리 게이트를 만들 수있는 물리학 자들의 관심의 급증을 따랐다. 그리고 지금,이 년 후, 인류는 본격적인 양자 컴퓨터를 만드는 직전에 있습니다.