Kvantu skaitļošana: sākas revolūcija programmatūras izstrādē!

Kvantu skaitļošana: sākas revolūcija programmatūras izstrādē!

Siemens Technology, Deutschland - Kvantu skaitļošanai ir potenciāls būtiski mainīt informācijas apstrādes veidu. Kamēr klasiskie datori ir balstīti uz bināro loģiku un kā mazāko informācijas bloku izmanto bitus, kvantu datori paļaujas uz kubikiem. Šīs īpašās struktūras var attēlot ne tikai 0 vai 1, bet arī pastāv apstākļu pārklājumos. Tas nozīmē, ka jūs varat pieņemt vairākas vērtības vienlaikus, kas matemātiski tiek raksturoti kā lineāra kombinācija. Sistēmā ar n qubits jums ir piekļuve visiem 2^n klasiskajiem apstākļiem. Šis masveida paralēlais apstrādes potenciāls paver jaunas iespējas, it īpaši, risinot tādas sarežģītas problēmas kā galvenā faktora kodēšana vai kvantu mehānisko sistēmu simulācija. [Heise.de] (https://www.heise.de/blog/quantencomputing-ein-paradigmenchechen-fuer-die-software izstrāde-10444139.html) ziņo, ka kvantu datoriem ir nepieciešami īpaši algoritmi un domāšanas veidi.

Kvantu skaitļošanas centrālais aspekts ir sapīšana, kas ļauj Qubits savstarpēji korelēt neatkarīgi no attāluma. Šis īpašums ir ļoti svarīgs daudziem kvantu algoritmiem. Interference palielina pareizos rezultātus un slēpj viltus iespējas, kas ir īpaši svarīgi algoritmiem un lieliskām meklējumiem. Kvada manipulācijas notiek caur kvantu vārtiem, ar pamata vārtiem, piemēram, Pauli -X, -y, -z un Hadamard -Dalības darbu atgriezenisks.

Izaicinājumi un progress kļūdu korekcijā

Neskatoties uz daudzsološajām īpašībām, kvantu datori saskaras ar ievērojamām problēmām. Kvantu informācija ir ārkārtīgi jutīga pret traucējumiem, kas kļūdu labošanu padara par galveno bažu. [SciencemediaCenter.de] (https://www.ciencemediacenter.de/alle-angetext/research-in-context/details/news/fortschritt-gebe-bei-bei-beit-in- kvantu datoros) apraksta, kā kļūda tiek veikta, lai izmantotu loģiskās qubits. Tas tiek uzskatīts par daudzsološu kļūdu korekcijas mērogojamību, taču prasa lielu skaitu fizisku čaumalu. Lai ieviestu tikai 100 loģiskas kvotas, varētu būt nepieciešami 2500 fiziskas kubiti.

Kļūdu korekcijas progress joprojām ir svarīgs, jo kvartām parasti ir augstāks kļūdu līmenis nekā klasiskajiem bitiem. Jaunākie pētījumi liecina par kļūdu korekcijas uzlabojumiem, palielinot fizisko kvadrātu skaitu. Šis progress ir nozīmīgs solis ceļā uz kļūdām koriģētiem kvantu datoriem. Kopumā pētniecības darbi ir jāturpina veicināt, lai uzlabotu fizisko kvadrātu kvalitāti.

Kvantu skaitļošanas nākotne

Pašlaik kvantu skaitļošana lielākoties darbojas eksperimentāli. Pašlaik ir plaši izplatītas tikai tehnoloģijas ar super -vadāmām kubikām, jonu slazdiem un fotoniskiem kvantu datoriem. Katrai no šīm pieejām ir savas priekšrocības un trūkumi, īpaši attiecībā uz koherences laikiem un mērogojamību. Nacionālie pētījumi masveidā investē mērogojamu kvadrātu izstrādē, lai nodrošinātu tā ilgtermiņa stabilitāti un zemāku kļūdu kvotas. Pētījumi vēl nav mērķi; Ir nepieciešams ievērojams progress, lai praksē varētu izmantot kvantu datorus.

Galu galā mērķis joprojām ir skaidrs: kvantu datoriem jāsasniedz spēja risināt problēmas ātrāk un efektīvāk nekā viņu klasiskie priekšgājēji. Tehnoloģiskie lēcieni, piemēram, Shor algoritms, kas var efektīvi faktorizēt lielu skaitu, un Grover algoritms, kas piedāvā kvadrātisku nestrukturētu meklēšanas problēmu uzlabojumu, parāda milzīgo potenciālu, kas ir šajā jaunajā tehnoloģijā. Joprojām ir daudz šķēršļu, bet ar katru progresu mēs tuvojamies praktiskās kvantu skaitļošanas redzējumam.