குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சவால்

உள்ளடக்கம்

• குவாண்டம் ரியாலிட்டி
• ஒரு குவாண்டம் பிட் தயாரித்தல்
• பிழைகள் இல்லை, மன அழுத்தமும் இல்லை - உங்கள் வாழ்க்கையை அழிக்காமல் வாழ்க்கையை மாற்றும் மென்பொருளை உருவாக்குவதற்கான படி வழிகாட்டியின் படி
• நாம் எவ்வளவு நெருக்கமாக இருக்கிறோம்?
• முடிவுரை

ஆதாரம்: Rcmathiraj / Dreamstime.com

எடுத்து செல்:

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங், அது எவ்வாறு இயங்குகிறது மற்றும் அதன் எதிர்கால ஆற்றலை உற்றுப் பாருங்கள்.

"நீங்கள் குவாண்டம் இயற்பியலைப் புரிந்து கொண்டீர்கள் என்று நீங்கள் நினைத்தால், உங்களுக்கு குவாண்டம் இயற்பியல் புரியவில்லை." அந்த மேற்கோள் இயற்பியலாளர் ரிச்சர்ட் ஃபெய்ன்மேனுக்குக் காரணம், ஆனால் அவர் உண்மையில் அதைச் சொன்னாரா என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை. 1995 ஆம் ஆண்டு எம்ஐடி வெளியீட்டின் மிகவும் நம்பகமான ஃபெய்ன்மேன் மேற்கோள் இங்கே: "குவாண்டம் இயக்கவியலை யாரும் புரிந்து கொள்ளவில்லை என்று நான் பாதுகாப்பாக சொல்ல முடியும் என்று நினைக்கிறேன்."

குவாண்டம் ரியாலிட்டி

இப்போது நாம் அதைத் தவிர்த்துவிட்டோம், எங்களுக்குத் தெரிந்த ஏதாவது இருக்கிறதா என்று பார்ப்போம். குவாண்டம் இயக்கவியல் வித்தியாசமானது. குவாண்டம் மட்டத்தில் உள்ள அந்த சிறிய துகள்கள் எதிர்பார்த்தபடி நடந்து கொள்ளாது. அங்கு விஷயங்கள் வேறு.

குவாண்டம் பிரபஞ்சத்தில் பைத்தியம் நடக்கிறது. உள்ளார்ந்த சீரற்ற தன்மை, நிச்சயமற்ற தன்மை, சிக்கல்கள் உள்ளன. இது எல்லாம் கொஞ்சம் அதிகமாகவே தெரிகிறது.

அணுக்கள் மற்றும் துணைத் துகள்கள் இணைக்கப்பட்டவை போல செயல்படுகின்றன என்பதை இப்போது அறிவோம். ஐன்ஸ்டீன் குவாண்டம் சிக்கலை "தூரத்தில் பயமுறுத்தும் செயல்" என்று அழைத்தார். உடல் ரீதியாக வேறுபட்ட இரண்டு பொருள்களை கற்பனை செய்து பாருங்கள், ஆனால் அவை ஒரே மாதிரியாக நடந்து கொள்கின்றன, அவை ஒரே மாதிரியான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை ஒன்றாக செயல்படுகின்றன. இப்போது அந்த இரண்டு பொருட்களும் 100,000 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் உள்ளன என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள். உண்மையில் வித்தியாசமானது.

இன்னும் இருக்கிறது. குவாண்டம் இயக்கவியலில் உள்ள நிச்சயமற்ற கொள்கை, துகள்களின் சில பண்புகளை அறிய முடியாது என்று கூறுகிறது. அலைச் செயல்பாட்டின் சரிவுடன் ஏதேனும் சம்பந்தப்பட்டிருக்கும் டிகோஹரன்ஸ் சிக்கலைச் சேர்க்கவும். இரட்டை-பிளவு பரிசோதனையின் பதிப்புகள் ஒரு குவாண்டம் பொருள் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு இடங்களில் இருக்கக்கூடும், அவதானிப்பு துணைத் துகள்களின் தன்மையை மாற்றுகிறது, அல்லது எலக்ட்ரான்கள் சரியான நேரத்தில் பயணித்ததாகத் தெரிகிறது.

ஒரு குவாண்டம் கணினியை உருவாக்குவது ஏன் அத்தகைய சவாலாக இருக்கும் என்பதை இப்போது நீங்கள் காண்கிறீர்கள். ஆனால் அது மக்கள் முயற்சிப்பதைத் தடுக்காது. (குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் குறித்த கூடுதல் தகவலுக்கு, குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் ஏன் பெரிய தரவு நெடுஞ்சாலையின் அடுத்த திருப்பமாக இருக்கலாம் என்பதைப் பார்க்கவும்.)

ஒரு குவாண்டம் பிட் தயாரித்தல்

நிச்சயமற்ற தன்மை என்னவென்றால், இது கணக்கீட்டை கடினமாக்குகிறது. இலக்கு எப்போதும் நகரும். நீங்கள் சில கணித முறையை உருவாக்கினாலும், பிழைகளை எவ்வாறு சரிசெய்வீர்கள்? பைனரி கடினமானது என்று நீங்கள் நினைத்தீர்கள்.

ஆஸ்திரேலியாவில் உள்ள நியூ சவுத் வேல்ஸ் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் ஆண்ட்ரியா மோரெல்லோ கூறுகையில், “ஒரு குவிட் என்பது ஒரு குவாண்டம் இயந்திர அமைப்பு, சில பொருத்தமான சூழ்நிலைகளில், இரண்டு குவாண்டம் அளவுகள் மட்டுமே கொண்டதாக கருதப்படுகிறது. "உங்களிடம் அது கிடைத்ததும், குவாண்டம் தகவலை குறியாக்க அதைப் பயன்படுத்தலாம்."

பிழைகள் இல்லை, மன அழுத்தமும் இல்லை - உங்கள் வாழ்க்கையை அழிக்காமல் வாழ்க்கையை மாற்றும் மென்பொருளை உருவாக்குவதற்கான படி வழிகாட்டியின் படி

மென்பொருள் தரத்தைப் பற்றி யாரும் அக்கறை கொள்ளாதபோது உங்கள் நிரலாக்க திறன்களை மேம்படுத்த முடியாது.

சொல்வதை விட கடினம் செய்வது. தற்போதைய குவாண்டம் கணினிகள் இன்னும் சக்திவாய்ந்தவை அல்ல. அவர்கள் இன்னும் கட்டுமானத் தொகுதிகளை சரியாகப் பெற முயற்சிக்கின்றனர்.

ஒரு குவாண்டம் பிட், ஒரு குவிட் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது பைனரி டிஜிட்டல் கம்ப்யூட்டிங்கில் கிளாசிக்கல் பிட்டை விட அதிவேகமாக அதிக ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு அடிப்படை துகள் ஒரே நேரத்தில் பல மாநிலங்களில் இருக்கக்கூடும், இது ஒரு தரம் சூப்பர் போசிஷன் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு கிளாசிக்கல் பிட் இரண்டு மாநிலங்களில் ஒன்று (ஒன்று அல்லது பூஜ்ஜியம்) ஆக இருக்கும்போது, ​​ஒரு குவிட் அந்த இரண்டு நிலைகளிலும் ஒரே நேரத்தில் இருக்கலாம்.

ஒரு நாணயத்தைப் பற்றி சிந்தியுங்கள். இது இரண்டு பக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது: தலைகள் அல்லது வால்கள். ஒரு நாணயம் பைனரி. ஆனால் நீங்கள் நாணயத்தை காற்றில் புரட்டுகிறீர்கள் என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள், அது காலவரையின்றி புரட்டுகிறது. அது புரட்டும்போது, ​​அது தலையா அல்லது வாலா? அது எப்போதாவது தரையிறங்கினால் என்னவாக இருக்கும்? புரட்டும் நாணயத்தை எவ்வாறு கணக்கிட முடியும்? இது சூப்பர் போசிஷனை விளக்குவதற்கான பலவீனமான முயற்சி.

எனவே நீங்கள் ஒரு குவிட் செய்வது எப்படி? சரி, குவாண்டம் இயற்பியலாளர்கள் குவாண்டம் இயக்கவியலைப் புரிந்து கொள்ளவில்லை என்றால், இங்கு போதுமான விளக்கத்தை நிர்வகிக்க முடியாது. வினாடிகளை உருவாக்க சோதிக்கப்படும் தொழில்நுட்பங்களின் குறுகிய பட்டியலுக்கு தீர்வு காண்போம்:

• சூப்பர் கண்டக்டிங் சுற்றுகள்
• சுழல் குவிட்ஸ்
• அயன் பொறிகளை
• ஃபோட்டானிக் சுற்றுகள்
• இடவியல் ஜடை

இவற்றில் மிகவும் பிரபலமானவை முதல் இரண்டு. மற்றவர்கள் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியின் பாடங்கள். முதல் நுட்பத்தில், மின்காந்த குறுக்கீட்டை அகற்ற சூப்பர் கண்டக்டர்கள் சூப்பர் கூல் செய்யப்படுகின்றன. ஆனால் ஒத்திசைவு நேரங்கள் ஒப்பீட்டளவில் குறுகியவை மற்றும் விஷயங்கள் உடைகின்றன. பேராசிரியர் மோரெல்லோ ஸ்பின் நுட்பத்தில் பணியாற்றி வருகிறார். காந்தங்களைப் போலவே குவாண்டம் துகள்களுக்கும் மின் கட்டணம் உள்ளது. மைக்ரோவேவ் பருப்புகளை உட்கொள்வதன் மூலம், அவர் ஒரு எலக்ட்ரானை கீழே விடாமல் சுழற்ற முடியும், இதன் மூலம் ஒற்றை எலக்ட்ரான் டிரான்சிஸ்டரை உருவாக்குகிறது.

தவறு சகிப்புத்தன்மை மற்றும் பிழை திருத்தம் ஆகியவற்றின் விஷயம் உள்ளது. கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள், சாண்டா பார்பரா 99.4 சதவிகித நம்பகத்தன்மையை தங்கள் குவிட் வாயில்களால் அடைய முடிந்தது. அவர்கள் ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலைக்கழகத்தில் 99.9 சதவீத வாயில் நம்பகத்தன்மையை அடைந்துள்ளனர். நாம் இன்னும் அங்கே இருக்கிறோமா?

நாம் எவ்வளவு நெருக்கமாக இருக்கிறோம்?

எட்வின் கார்ட்லிட்ஜ் ஆப்டிக்ஸ் & ஃபோட்டானிக்ஸ் செய்திகளுக்கான அக்டோபர் 2016 கட்டுரையில் இந்த கேள்வியைக் கேட்கிறார். நிறுவனங்கள் “குவாண்டம் பாதுகாப்பான” குறியாக்க நுட்பங்களுக்கு மாற வேண்டும் என்று 2015 இல் ETSI இன் எச்சரிக்கை, ஏதோ அடிவானத்தில் இருப்பதாக உங்களுக்குச் சொல்ல வேண்டும்.

கூகிள், மைக்ரோசாப்ட், இன்டெல் மற்றும் ஐபிஎம் அனைத்தும் விளையாட்டில் உள்ளன. கூகிள் தொடரும் நுழைவாயில்களில் ஒன்று அவர்கள் “குவாண்டம் மேலாதிக்கம்” என்று அழைத்த ஒன்று. ஒரு குவாண்டம் கணினி ஒரு கிளாசிக்கல் கணினியால் செய்ய முடியாத ஒன்றைச் செய்யும் அந்த இடத்தை விவரிக்க இது பயன்படுகிறது.

சயின்டிஃபிக் அமெரிக்கனில் டேவிட் காஸ்டெல்வெச்சி கருத்துப்படி, 2017 ஆம் ஆண்டில் “யுனிவர்சல்” குவாண்டம் கணினியை உருவாக்க ஐபிஎம் திட்டமிட்டுள்ளது. “ஐபிஎம் கியூ” என அழைக்கப்படும் இது கிளவுட் அடிப்படையிலான சேவையாக இணையத்தில் கட்டணம் வசூலிக்கப்படும். இப்போது ஆன்லைனில் கிடைக்கக்கூடிய அவர்களின் குவாண்டம் அனுபவத்தை முயற்சிப்பதன் மூலம் அவர்கள் என்ன செய்கிறார்கள் என்பதை நீங்கள் அறிந்து கொள்ளலாம். ஆனால் காஸ்டெல்வெச்சி கூறுகையில், இந்த முயற்சிகள் எதுவும் வழக்கமான கணினிகளை விட சக்திவாய்ந்தவை அல்ல - இன்னும். குவாண்டத்தின் மேலாதிக்கம் இன்னும் நிறுவப்படவில்லை.

டெக்கோபீடியா 2013 இல் அறிவித்தபடி, ஒரு முதிர்ச்சியடைந்த குவாண்டம் கணினிக்கு கூகிள் ஏராளமான பயன்பாடுகள் உள்ளன, ஒருமுறை உருவாக்கப்பட்டது. மைக்ரோசாப்ட் டோபாலஜிகல் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கில் வேலை செய்கிறது. பல தொடக்கங்கள் அதிகரித்து வருகின்றன, மேலும் இந்த துறையில் ஏராளமான பணிகள் நடைபெற்று வருகின்றன. ஆனால் சில நிபுணர்கள் இந்த டிஷ் இன்னும் முழுமையாக சமைக்கப்படவில்லை என்று எச்சரிக்கின்றனர். ஆஸ்திரியாவின் இன்ஸ்ப்ரூக் பல்கலைக்கழகத்தில் ரெய்னர் பிளாட் கூறுகையில், “நான் எதிர்காலத்தைப் பற்றி எந்த செய்திக்குறிப்புகளையும் வெளியிடவில்லை. இயற்பியலாளர் டேவிட் வைன்லேண்ட் கூறுகிறார், “நான் நீண்ட காலத்திற்கு நம்பிக்கையுடன் இருக்கிறேன், ஆனால்‘ நீண்ட கால ’என்றால் என்னவென்று எனக்குத் தெரியாது.” (5 கூல் விஷயங்களைக் காண்க கூகிள்ஸ் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் செய்ய முடியுமா?)

குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் மேலாதிக்கத்தை அடையும்போது கூட, உங்கள் லேப்டாப்பை எந்த நேரத்திலும் மாற்றுவதற்கு அதைத் தேடாதீர்கள். குவாண்டம் கணினிகள், ஆரம்ப நாட்களில் அவற்றின் பைனரி சகாக்களைப் போலவே, குறிப்பிட்ட நோக்கங்களுக்காக அர்ப்பணிக்கப்பட்ட சிறப்பு சாதனங்களாக இருக்கலாம். ஒரு குவாண்டம் கணினி உருவகப்படுத்தும் குவாண்டம் இயக்கவியலைக் கொண்டிருப்பது மிகவும் பொதுவான பயன்பாடுகளில் ஒன்றாகும். வானிலை முன்னறிவிப்பு போன்ற தீவிர கணினி செயல்பாடுகளைத் தவிர, குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் பயன்பாடு மையப்படுத்தப்பட்டு மேகக்கணிக்கு மட்டுப்படுத்தப்படலாம். நிச்சயமாக, அது சரியான இடமாக இருக்கலாம்.

முடிவுரை

பேராசிரியர் மோரெல்லோ குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கின் முதன்மை சவாலை தெளிவாக அடையாளம் காட்டினார். நீங்கள் தகவலை குறியாக்கம் செய்யத் தொடங்குவதற்கு முன், நீங்கள் இரண்டு தனித்துவமான குவாண்டம் நிலைகளை குவிட்டுடன் நிறுவ முடியும். அடைந்தவுடன், குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் ஒரு கிளாசிக்கல் கணினியை விட “அதிவேகமாக பெரிய கணக்கீட்டு இடத்திற்கு அணுகலை வழங்குகிறது”. ஒரு குவாண்டம் கணினி, எடுத்துக்காட்டாக, 300 குவிட்களுடன் (N qubits = 2^என் கிளாசிக்கல் பிட்கள்) பிரபஞ்சத்தில் துகள்கள் இருப்பதை விட அதிகமான பிட் தகவல்களை செயலாக்க முடியும்.

இது நிறைய பிட்கள். ஆனால் இங்கிருந்து அங்கு செல்வது சிலவற்றை எடுக்கும்.