Letoto la likhatelopele ho komporo ea quantum
K'homphieutha e tloaelehileng, eo hona joale e bitsoang k'homphieutha ea khale kapa ea setso e sebetsa ka khopolo ea motheo ea 0s le 1s (zeroes le tse ling). Ha re botsa khomphuteng ya ho etsa mosebetsi bakeng sa rona, mohlala, lipalo tsa lipalo kapa ho behela nako ea kopano kapa eng kapa eng e amanang le bophelo ba letsatsi le letsatsi, mosebetsi ona ka nako e fanoeng oa fetoloa (kapa oa fetoleloa) ho ba letoto la 0 le 1s (eo ka nako eo e bitsoang input), tlhahiso ena e sebetsoa ke algorithm (e hlalosoang e le letoto la melao e lokelang ho lateloa ho phetha mosebetsi khomphuteng). Kamora ts'ebetso ena, ho khutlisetsoa khoele e ncha ea 0 le 1s (e bitsoang sephetho), 'me sena se kenyelletsa sephetho se lebelletsoeng' me se fetoleloa ho tlhahisoleseling e bonolo e bonolo ea basebelisi e le "karabo" ho seo mosebelisi a neng a batla hore komporo e se etse. . Hoa thahasellisa hore ho sa tsotellehe hore na algorithm e ka 'na ea bonahala e le bohlale kapa e bohlale hakae le hore na boemo ba bothata ba mosebetsi ke bofe, algorithm ea k'homphieutha e etsa ntho e le' ngoe feela - ho laola letoto la likotoana - moo karolo e 'ngoe le e' ngoe e leng 0 kapa 1. ho qhekella ho etsahala khomphuteng (qetellong ea software) 'me boemong ba mochine sena se emeloa ke lipotoloho tsa motlakase (ho motherboard ea k'homphieutha). Ka mantsoe a hardware ha motlakase o feta lipotolohong tsena tsa motlakase, oa koaloa 'me oa buleha ha ho se na hona joale.
K'homphieutha ea khale Vs Quantum
Ka hona, lik'homphieutheng tsa khale, hanyenyane ke boitsebiso bo le bong bo ka bang teng linaheng tse peli tse ka khonehang - 0 kapa 1. Leha ho le joalo, haeba re bua ka Quantum lik'homphieutha, hangata li sebelisa li-quantum bits (tse bitsoang 'qubits'). Tsena ke litsamaiso tsa quantum tse nang le linaha tse peli, leha ho le joalo, ho fapana le hanyane e tloaelehileng (e bolokiloeng e le 0 kapa 1), li-qubits li ka boloka tlhaiso-leseling e ngata mme li ka ba teng ka mokhoa ofe kapa ofe oa litekanyetso tsena. Ho hlalosa ka tsela e betere, qubit e ka nkoa e le sebaka se inahaneloang, moo qubit e ka bang ntlha efe kapa efe sebakeng. Ho ka boleloa hore computing ea quantum e nka monyetla oa bokhoni ba likaroloana tsa subatomic ho ba teng linaheng tse fetang bonngoe ka nako leha e le efe 'me li ntse li ikhetha. Ka lehlakoreng le leng, karolo ea classical e ka ba maemong a mabeli feela - mohlala qetellong ea lipalo tse peli tsa sphere. Bophelong bo tloaelehileng ha re khone ho bona 'superposition' ena hobane hang ha tsamaiso e shejoa ka botlalo, li-superpositions tsena lia nyamela 'me ke lona lebaka le etsang hore kutloisiso ea liphatlalatso tse joalo e se ke ea hlaka.
Seo sena se se bolelang bakeng sa lik'homphieutha ke hore lik'homphieutha tsa quantum tse sebelisang qubits li ka boloka boitsebiso bo bongata bo sebelisa matla a fokolang ho feta k'homphieutha ea khale 'me kahoo ts'ebetso kapa lipalo li ka etsoa ka potlako haholo k'homphieutheng ea quantum. Kahoo, komporo ea khale e ka nka 0 kapa 1, likotoana tse peli komporong ena e ka ba maemong a mane a ka bang teng (00, 01, 10 kapa 11), empa ke naha e le 'ngoe feela e emeloang ka nako efe kapa efe. Ka lehlakoreng le leng, k'homphieutha ea quantum e sebetsa le likaroloana tse ka bang ka holimo, ho lumella li-qubits tse peli ho emela linaha tse 'nè tse tšoanang ka nako e le' ngoe ka lebaka la thepa ea superposition e lokollang lik'homphieutha ho tloha ho 'binary constraint'. Sena se ka lekana le lik'homphieutha tse 'nè tse sebetsang ka nako e le' ngoe 'me haeba re eketsa li-qubits tsena, matla a k'homphieutha ea quantum a hōla ka potlako. Lik'homphieutha tsa quantum li boetse li nka monyetla ka thepa e 'ngoe ea quantum physics e bitsoang 'quantum entanglement', e hlalosoang ke Albert Einstein, entanglement ke thepa e lumellang likaroloana tsa quantum hore li hokahane le ho buisana ho sa tsotellehe hore na li sebakeng sefe. bokahohleng e le hore ho fetola boemo ba e ’ngoe ho ka ama e mong hang-hang. Matla a mabeli a 'superposition' le 'tanglement' a matla haholo ka molao. Ka hona, seo k'homphieutha ea quantum e ka se finyellang ha se nahane ha se bapisoa le lik'homphieutha tsa khale. Sena sohle se utloahala se thabisa ebile se hlakile, leha ho le joalo, ho na le bothata boemong bona. Khomphutha ea quantum, haeba e nka li-qubits (li-bits tse kentsoeng) joalo ka tlhahiso ea eona, tlhahiso ea eona e tla tšoana le boemo ba quantum ke hore, tlhahiso e nang le likotoana tse holimo tse ka 'nang tsa lula li fetoha ho latela hore na e maemong afe. t e hlile e re lumella ho fumana boitsebiso bohle 'me ka hona phephetso e kholo ka ho fetisisa tsebong ea quantum computing ke ho fumana litsela tsa ho fumana boitsebiso bo bongata ho tsoa tlhahisong ena ea quantum.
Khomphutha ea Quantum e tla ba teng!
Lik'homphieutha tsa quantum li ka hlalosoa e le mechine e matla, e thehiloeng ho lihlooho tsa quantum mechanics tse nkang mokhoa o mocha oa ho sebetsana le boitsebiso. Ba batla ho hlahloba melao e rarahaneng ea tlhaho eo haesale e le teng empa hangata e ntse e patehile. Haeba liketsahalo tse joalo tsa tlhaho li ka hlahlojoa, komporo ea quantum e ka tsamaisa mefuta e mecha ea li-algorithms ho sebetsana le tlhahisoleseling mme sena se ka lebisa katlehong e ncha ea mahlale a thepa, ho sibolloa ha lithethefatsi, liroboto le bohlale ba maiketsetso. Khopolo ea k'homphieutha ea quantum e ile ea hlahisoa ke setsebi sa fisiks sa Amerika sa theoretical Richard Feynman morao koana ka 1982. 'Me kajeno, lik'hamphani tsa theknoloji (tse kang IBM, Microsoft, Google, Intel) le litsi tsa thuto (joaloka MIT, le Princeton University) li sebetsa ka quantum. prototypes ea khomphutha ho theha komporo ea mantlha ea quantum. International Business Machines Corp. (IBM) e boletse haufinyane hore bo-ramahlale ba eona ba thehile sethala se matla sa komporo ea quantum mme se ka fumaneha bakeng sa phihlello empa se bolela hore ha se ea lekana ho etsa mesebetsi e mengata. Ba re prototype ea 50-qubit e ntseng e ntlafatsoa hajoale e ka rarolla mathata a mangata ao likhomphutha tsa khale li li etsang kajeno mme nakong e tlang likhomphutha tsa 50-100 qubit li ne li tla tlatsa lekhalo, ke hore komporo ea quantum e nang le li-qubits tse makholo a seng makae feela e ka khona ho. etsa lipalo tse ngata ka nako e le 'ngoe ho feta ho na le liathomo tse tsejoang bokahohleng. Ha e le hantle, tsela e isang moo khomphutha ea quantum e hlileng e ka fetisang k'homphieutha ea khale mesebetsing e thata e na le mathata le mathata. Haufinyane tjena Intel e phatlalalitse hore komporo e ncha ea k'hamphani ea 49-qubit quantum e emetse mohato o lebisang ho "quantum supremacy", tsoelopeleng e kholo bakeng sa k'hamphani e bonts'itseng sistimi ea 17-bit qubit feela likhoeling tse peli tse fetileng. Ntho ea bohlokoa ea bona ke ho tsoela pele ho atolosa morero, ho itšetlehile ka kutloisiso ea hore palo e ntseng e eketseha ea li-qubits ke senotlolo sa ho theha lik'homphieutha tsa quantum tse ka fanang ka liphello tsa sebele tsa lefatše.
Material ke senotlolo sa ho aha komporo ea quantum
Thepa ea silicon e bile karolo ea bohlokoa ea likhomphutha ka lilemo tse mashome hobane bokhoni ba eona ba mantlha bo etsa hore e tšoanelehe bakeng sa komporo e akaretsang (kapa ea khale). Leha ho le joalo, mabapi le computing ea quantum, litharollo tse thehiloeng ho silicon ha li so amoheloe haholo-holo ka lebaka la mabaka a mabeli, pele ho thata ho laola li-qubits tse entsoeng ka silicon, 'me ea bobeli, ho ntse ho sa hlaka hore na li-silicon qubits li ka eketseha le tse ling. tharollo. Khatelo-peleng e kholo Intel e sa tsoa ntlafala1 mofuta o mocha oa qubit o tsejoang e le 'spin qubit' e hlahisoang ka silicon e tloaelehileng. Li-spin qubits li tšoana hantle le lisebelisoa tsa elektroniki tsa semiconductor 'me li fana ka matla a tsona a quantum ka ho sebelisa spin ea elektrone e le' ngoe sesebelisoa sa silicon le ho laola motsamao ka li-pulse tse nyane tsa microwave. Melemo e 'meli e meholo e entseng hore Intel e tsamaee ntlheng ena ke, ea pele Intel joalo ka k'hamphani e se e tsetelitsoe haholo indastering ea silicon mme ka hona e na le boiphihlelo bo nepahetseng ho silicon. Ea bobeli, li-silicon qubits li molemo haholo hobane li nyane ho feta li-qubits tse tloaelehileng, 'me li lebeletsoe ho tšoara momahano ka nako e telele. Sena se bohlokoa haholo ha lits'ebetso tsa komporo ea quantum li hloka ho phahamisoa (mohlala, ho tloha ho 100-qubit ho isa ho 200-qubit). Intel e ntse e leka mohlala ona mme k'hamphani e lebelletse ho hlahisa li-chips tse nang le likete tse nyane tsa qubit arrays mme tlhahiso e joalo ha e etsoa ka bongata e ka ba molemo haholo bakeng sa ho eketsa likhomphutha tsa quantum mme e ka ba sebapali sa 'nete sa papali.
Phuputsong ea morao tjena e hatisitsoeng ho Science, mokhoa o sa tsoa etsoa oa likristale tsa photonic (ke hore, moralo oa kristale o kentsoeng mochineng oa photonic) o entsoe ke sehlopha sa Univesithi ea Maryland, USA, eo ba reng e tla etsa hore lik'homphieutha tsa quantum li fumanehe habonolo.2. Li-photon tsena ke khanya e nyenyane ka ho fetisisa e tsejoang 'me likristale tsena li ne li kenngoa ka masoba a etsang hore leseli le kopane. Mekhoa e fapaneng ea likoti e fetola tsela eo leseli le kobehang le ho phunyeletsa ka eona ka har'a kristale 'me mona ho entsoe masoba a likete tse tharo. Tšebeliso e joalo ea photon e le 'ngoe e bohlokoa bakeng sa mokhoa oa ho etsa lik'homphieutha tsa quantum hobane lik'homphieutha li tla ba le bokhoni ba ho bala lipalo tse kholo le lik'hemik'hale tsa lik'hemik'hale tseo lik'homphieutha tsa morao-rao li sa khoneng ho li etsa. Moralo oa chip o etsa hore ho khonehe hore phetiso ea li-photon lipakeng tsa likhomphutha tsa quantum e etsahale ntle le tahlehelo. Tahlehelo ena e boetse e nkuoe e le phephetso e kholo bakeng sa likhomphutha tsa quantum mme ka hona chip ena e hlokomela taba mme e lumella tsela e nepahetseng ea Quantum tlhahisoleseding ho tloha tsamaisong e 'ngoe ho ea ho e' ngoe.
nakong e tlang
Lik'homphieutha tsa Quantum li tšepisa ho sebetsa lipalo ho feta k'homphieutha efe kapa efe e tloaelehileng. Ba na le monyetla oa ho fetola ho sibolloa ha lisebelisoa tse ncha ka ho etsa hore ho khonehe ho etsisa boitšoaro ba taba ho fihlela boemong ba athomo. E boetse e haha tšepo bakeng sa bohlale ba maiketsetso le liroboto ka ho sebetsana le data ka potlako le ka mokhoa o atlehileng haholoanyane. Ho fana ka tsamaiso ea khoebo ea quantum computing ho ka etsoa ke mekhatlo leha e le efe e kholo lilemong tse tlang kaha lipatlisiso tsena li ntse li bulehile 'me e le papali e hlokang leeme bakeng sa bohle. Liphatlalatso tse kholo li lebeletsoe lilemong tse hlano ho isa ho tse supileng tse tlang, 'me ha re bua ka letoto la tsoelo-pele e ntseng e etsoa, mathata a boenjiniere a lokela ho rarolloa mme khomphutha ea 1 kapa ho feta ea qubits quantum e lokela ho ba ntho ea sebele.
***
Mohloli (s)
1. Castelvecchi D. 2018. Silicon e atleha peisong ea quantum-computing. Tlhaho. 553(7687). https://doi.org/10.1038/d41586-018-00213-3
2. Sabyasachi B. et al. 2018. Sebopeho sa topological quantum optics. Saense. 359(6376). https://doi.org/10.1126/science.aaq0327
***
