Calculare cuantică: începe revoluția în dezvoltarea software -ului!

Calculare cuantică: începe revoluția în dezvoltarea software -ului!

Siemens Technology, Deutschland - Calcularea cuantică are potențialul de a schimba fundamental modul în care procesăm informațiile. În timp ce calculatoarele clasice se bazează pe logica binară și folosesc biți ca cea mai mică unitate de informații, computerele cuantice se bazează pe qubits. Aceste structuri speciale nu pot reprezenta doar 0 sau 1, dar există și în suprapuneri de condiții. Aceasta înseamnă că puteți accepta mai multe valori în același timp, care este descrisă matematic ca o combinație liniară. Într -un sistem cu n qubits, aveți acces la toate cele 2^n condiții clasice. Acest potențial masiv de procesare paralelă deschide noi posibilități, în special atunci când rezolvați probleme complexe, cum ar fi codificarea factorului principal sau simularea sistemelor mecanice cuantice. [Heise.de] (https://www.heise.de/blog/quantencomputing-ein-paradigmenchen-fuer- --software Development-10444139.html) raportează că calculatoarele cuantice necesită algoritmi speciali și modalități de gândire.

Un aspect central al calculului cuantic este înțelegerea, care permite qubiturilor să se coreleze între ele, indiferent de distanță. Această proprietate este crucială pentru mulți algoritmi cuantici. Interferența crește rezultatele corecte și ascunde opțiunile false, ceea ce este deosebit de important pentru algoritmi și căutări grozave. Manipularea qubit -urilor este prin poarta cuantică, cu poartă de bază precum Pauli -X, -y, -z și hadamard -gatter work reversibilă.

provocări și progrese în corecția erorilor

În ciuda proprietăților promițătoare, calculatoarele cuantice se confruntă cu provocări considerabile. Informațiile cuantice sunt extrem de sensibile la tulburări, ceea ce face ca corecția erorilor să fie o preocupare centrală. [ScienceMediacenter.de] (https://www.sciencemediacenter.de/alle-angetext/research-in-context/details/news/fortschritt-gebe-bei-bei-beit-in- cuantum computere) De exemplu, corectarea erorilor. Acest lucru este considerat promițător pentru scalabilitatea corecției erorilor, dar necesită un număr mare de qubits fizice. 2500 de qubituri fizice ar putea fi necesare pentru a implementa doar 100 de qubit -uri logice.

Progresul în corecția erorilor sunt încă importante, deoarece qubits -urile au de obicei rate de eroare mai mari decât biții clasici. Studii recente au arătat îmbunătățiri ale corecției erorilor prin creșterea numărului de qubits fizice. Acest progres este un pas semnificativ pe calea către computere cuantice corectate cu erori. În general, lucrările de cercetare trebuie promovate în continuare pentru a îmbunătăți calitatea qubit -urilor fizice.

Viitorul calculului cuantic

În prezent, calculul cuantic este în mare parte operat experimental. În acest moment, doar tehnologiile cu qubituri super -conducătoare, capcane ionice și computere cuantice fotonice sunt răspândite. Fiecare dintre aceste abordări are propriile avantaje și dezavantaje, în special în ceea ce privește timpii de coerență și scalabilitatea. Cercetarea națională investește masiv în dezvoltarea de qubits scalabile pentru a -și asigura stabilitatea pe termen lung și cotele de eroare mai mici. Cercetarea nu este încă la obiectiv; Progresul semnificativ este necesar pentru a putea utiliza computere cuantice în practică.

În cele din urmă, obiectivul rămâne clar: calculatoarele cuantice ar trebui să obțină capacitatea de a rezolva problemele mai rapid și mai eficient decât predecesorii lor clasici. Salturile tehnologice, cum ar fi algoritmul lui Shor, care poate facilita eficient un număr mare, și algoritmul lui Grover, care oferă o îmbunătățire cvadratică a problemelor de căutare nestructurate, arată potențialul enorm care se află în această nouă tehnologie. Există încă multe obstacole în cale, dar cu fiecare progres ne apropiem de viziunea calculului cuantic practic.