ทศวรรษที่ผ่านมาคอมพิวเตอร์พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว ในความเป็นจริงในหน่วยความจำของคนรุ่นหนึ่งพวกเขาไปจากหลอดใหญ่ครอบครองห้องขนาดใหญ่เพื่อเม็ดขนาดเล็ก หน่วยความจำและความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่คราวนี้เกิดขึ้นเมื่องานปรากฏว่าอยู่นอกเหนืออำนาจของแม้แต่คอมพิวเตอร์ยุคใหม่ที่มีอำนาจเหนือกว่า
คอมพิวเตอร์ควอนตัมคืออะไร?
การเกิดขึ้นของงานใหม่ที่อยู่นอกเหนือการควบคุมของคอมพิวเตอร์ธรรมดาได้ถูกบังคับให้มองหาโอกาสใหม่ ๆ และเป็นทางเลือกให้กับคอมพิวเตอร์ทั่วไปควอนตัมปรากฏตัว คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเทคนิคคอมพิวเตอร์พื้นฐานของการกระทำซึ่งขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของกลศาสตร์ควอนตัม บทบัญญัติหลักของกลศาสตร์ควอนตัมถูกกำหนดขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ผ่านมา การปรากฏตัวของมันทำให้สามารถแก้ปัญหาฟิสิกส์หลายอย่างที่ไม่พบทางออกในฟิสิกส์คลาสสิก
แม้ว่าทฤษฎีควอนตั้มนับแล้วในศตวรรษที่สอง แต่ก็ยังคงเป็นที่เข้าใจได้เฉพาะกับผู้เชี่ยวชาญวงแคบ ๆ เท่านั้น แต่มีผลที่แท้จริงของกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งเราคุ้นเคยกันอยู่แล้ว - เทคโนโลยีเลเซอร์, เอกซเรย์ และในตอนท้ายของศตวรรษที่ผ่านมาทฤษฎีการคำนวณควอนตัมได้รับการพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ของสหภาพโซเวียต Yu Manin ห้าปีต่อมา David Deutsch ได้เปิดเผยแนวคิดของเครื่องควอนตัม
มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมหรือไม่?
แต่รูปแบบของความคิดไม่ง่ายนัก เป็นระยะ ๆ มีรายงานว่ามีการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขึ้นอีก การพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ดังกล่าวทำงานโดยยักษ์ใหญ่ในสาขาเทคโนโลยีสารสนเทศ:
- D-Wave เป็น บริษัท จากแคนาดาซึ่งเป็น บริษัท แรกที่เปิดตัวการผลิตคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบใช้งาน อย่างไรก็ตามผู้เชี่ยวชาญกำลังถกเถียงกันว่าคอมพิวเตอร์เหล่านี้เป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงๆหรือไม่และข้อดีที่พวกเขาให้
- IBM - สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมและเปิดให้ผู้ใช้อินเทอร์เน็ตทดลองด้วยอัลกอริทึมควอนตัม โดย 2025 บริษัท มีแผนจะสร้างแบบจำลองที่สามารถแก้ปัญหาในทางปฏิบัติได้แล้ว
- Google - ประกาศเปิดตัวคอมพิวเตอร์เครื่องนี้ในปีนี้เพื่อพิสูจน์ความเหนือกว่าของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในคอมพิวเตอร์ทั่วไป
- ในเดือนพฤษภาคมปี 2017 นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนในเซี่ยงไฮ้กล่าวว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประสิทธิภาพที่สุดในโลกถูกสร้างขึ้นโดยมีจำนวนอนาล็อกมากกว่าความถี่ในการประมวลผลสัญญาณถึง 24 เท่า
- ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2560 ที่กรุงมอสโกได้มีการแถลงว่าได้มีการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 51 บิตขึ้นมา
คอมพิวเตอร์ควอนตัมและคอมพิวเตอร์ธรรมดาแตกต่างกันอย่างไร
ความแตกต่างพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในแนวทางการคำนวณ
- ในตัวประมวลผลแบบเดิมการคำนวณทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับบิตที่มีอยู่ในสองสถานะ 1 หรือ 0 นั่นคืองานทั้งหมดจะลดลงเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขที่ระบุ คอมพิวเตอร์ควอนตัมขึ้นอยู่กับ qubits (ควอนตัมบิต) คุณลักษณะของพวกเขาคือความสามารถในการอยู่ในสถานะ 1, 0 และพร้อมกัน 1 และ 0
- ความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากไม่จำเป็นต้องค้นหาคำตอบที่ถูกต้องระหว่างชุด ในกรณีนี้คำตอบจะถูกเลือกจากตัวแปรที่มีอยู่แล้วที่มีความน่าจะเป็นของการติดต่อกัน
คอมพิวเตอร์ควอนตัมคืออะไร?
หลักการของคอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งสร้างขึ้นจากการเลือกใช้วิธีการแก้ปัญหาที่มีความน่าจะเพียงพอและความสามารถในการหาโซลูชันดังกล่าวได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยหลายเท่ากำหนดวัตถุประสงค์ในการใช้งาน ก่อนอื่นการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ประเภทนี้ทำให้ผู้จัดทำเอกสารลับต้องกังวล นี่เป็นเพราะความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถคำนวณรหัสผ่านได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นคอมพิวเตอร์ควอนตัมทรงพลังที่สุดที่สร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียอเมริกันจึงมีความสามารถในการรับกุญแจระบบการเข้ารหัสที่มีอยู่
นอกจากนี้ยังมีงานที่มีประโยชน์มากขึ้นสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมพวกเขามีส่วนเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของอนุภาคมูลฐานพันธุกรรมการดูแลสุขภาพตลาดการเงินการป้องกันเครือข่ายจากไวรัสปัญญาประดิษฐ์และอื่น ๆ อีกมากมายที่คอมพิวเตอร์ธรรมดาไม่สามารถแก้ได้
คอมพิวเตอร์ควอนตัมจัดเป็นอย่างไร?
การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขึ้นอยู่กับการใช้ qubits ขณะที่ประสิทธิภาพทางกายภาพของ qubits ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน:
- วงแหวนของตัวนำยิ่งยวดกับจัมเปอร์ที่มีกระแสหลายทิศทาง;
- แต่ละอะตอมภายใต้อิทธิพลของคานเลเซอร์
- ไอออน;
- โฟตอน;
- รูปแบบของการใช้ nanocrystals ของเซมิคอนดักเตอร์กำลังมีการพัฒนา
คอมพิวเตอร์ควอนตัม - หลักการทำงาน
ถ้ามีความมั่นใจกับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกในการทำงานคำถามเกี่ยวกับการที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานได้ยากที่จะตอบ คำอธิบายของการทำงานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมขึ้นอยู่กับวลีที่ไม่สามารถเข้าใจได้สองอย่าง:
- หลักการ superposition เป็นคำถามของ qubits สามารถทำงานพร้อมกันในตำแหน่งที่ 1 และ 0 ซึ่งจะช่วยให้การคำนวณหลายที่จะดำเนินการพร้อมกันมากกว่าการเรียงลำดับตัวเลือกซึ่งจะช่วยให้ได้รับใหญ่ในเวลา;
- พัวพันควอนตัม เป็นปรากฏการณ์ที่สังเกตโดย A. Einstein ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อระหว่างสองอนุภาค ในคำพูดง่ายๆถ้าหนึ่งในอนุภาคมี helicity บวกจากนั้นทันทีที่สองใช้เวลา helicity บวก ความสัมพันธ์นี้เกิดขึ้นโดยไม่คำนึงถึงระยะทาง
ใครคิดค้นคอมพิวเตอร์ควอนตัม?
พื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัมถูกอธิบายไว้ในช่วงต้นของศตวรรษที่ผ่านมาเป็นสมมติฐาน การพัฒนาของมันเชื่อมต่อกับนักฟิสิกส์ยอดเยี่ยมเช่น Max Planck, A. Einstein, Paul Dirac ในปี ค.ศ. 1980 โทนอฟเสนอแนวคิดเรื่องความเป็นไปได้ในการคำนวณควอนตัม และอีกหนึ่งปีต่อมา Richard Feyneman ในทฤษฎีได้สร้างโมเดลควอนตัมคอมพิวเตอร์ตัวแรก
ตอนนี้การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมในขั้นตอนการพัฒนาและแม้แต่เรื่องยากที่จะจินตนาการว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำได้อย่างไร แต่เป็นที่ชัดเจนว่าการควบคุมทิศทางนี้จะทำให้ผู้คนได้ค้นพบสิ่งใหม่ ๆ ในสาขาวิทยาศาสตร์ทั้งหมดจะช่วยให้เราสามารถมองเข้าไปในโลกไมโครและมาโครเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับธรรมชาติของจิตใจพันธุศาสตร์