کوانٹم پروسیسر: وضاحت، آپریشن کے اصول

کوانٹم کمپیوٹنگ، اصول میں کم از کم، چند عشرے کا ذکر کرنا. ممکنہ طور پر اعداد و شمار کی ان کہی مقدار کو سنبھالنے کے لیے غیر کلاسیکی میکینکس استعمال کرنے والی مشینیں کے جدید اقسام، ایک بڑی پیش رفت ہو گئے ہیں. ڈویلپرز کے مطابق، ان کے عمل شاید کبھی پیدا سب سے زیادہ جدید ترین ٹیکنالوجی تھی. کوانٹم پروسیسرز معاملے کی سطحوں، جن میں سے بنی نوع انسان کو صرف 100 سال پہلے نام سے جانا جاتا ہے میں کام کرتے ہیں. اس طرح کے حساب کے ممکنہ بہت زیادہ ہے. ، فی الحال کلاسیکی کمپیوٹرز ہیں کہ اتنے سارے کاموں کے حساب کو تیز کرے گا عجیب کوانٹم خواص استعمال کرتے ہوئے حل کیا جا کرنے کے متحمل نہیں کر سکتے ہیں. اور نہ صرف کیمسٹری اور اشیاء سائنس کے میدان میں. وال اسٹریٹ بھی دلچسپی ظاہر کر رہی ہے.

مستقبل میں سرمایہ کاری

سی ایم ای گروپ، وینکوور، کمپنی 1QB انفارمیشن ٹیکنالوجیز انکارپوریٹڈ سرمایہ کاری کوانٹم قسم پروسیسرز کے لئے سافٹ ویئر تیار کیا ہے. سرمایہ کاروں کے مطابق، ان کے حساب کی صنعت، وقت کے لئے حساس ڈیٹا کی بڑی مقدار کے ساتھ کام کرتے ہیں جس پر سب سے بڑا اثر پڑتا ہے کا امکان ہے. اس طرح کے گاہکوں کی ایک مثال مالیاتی اداروں ہیں. گولڈمین سیکس ڈی لہر نظام میں سرمایہ کاری کی، اور کمپنی میں ق تل سی آئی اے کے ذریعے فنڈ. سب سے پہلے ایک "کوانٹم کے annealing"، یعنی کہا جاتا ہے بنانے کے کہ مشینیں تیار. E. ایک کوانٹم پروسیسر کا استعمال کرتے ہوئے کم سطح کی اصلاح مسئلہ کا فیصلہ. انٹیل نے بھی اس ٹیکنالوجی میں سرمایہ کاری میں مصروف یہ مستقبل کے کاروبار کے نفاذ پر غور اگرچہ جاتا ہے.

یہ کیوں کرتے ہیں؟

وجہ یہ ہے کہ مقداریہ شمارندگی بہت دلچسپ ہے، مشین لرننگ کے ساتھ ان کی کامل مجموعہ میں مضمر ہے. فی الحال، اس طرح کے حساب کے لئے اہم درخواست ہے. جزوی طور پر اس کا نتیجہ ہے کے حل کی تلاش کے لئے ایک طبعی آلہ استعمال - ایک کوانٹم کمپیوٹر کے خیال کے. کبھی کبھی تصور کھیل ناراض پرندوں کی مثال سے وضاحت کی. کشش ثقل کی بات چیت انکرن کرنے کے لئے اور colliding کے اشیاء CPU گولی ریاضی مساوات استعمال کرتا ہے. کوانٹم پروسیسرز اس کے سر پر اس نقطہ نظر ڈال دیا. انہوں نے چند پرندوں "پھینک"، اور کیا ہوتا ہے دیکھتے ہیں. مائکروچپ لکھا میں کام: یہ ایک جانور ہے، وہ کیا زیادہ سے زیادہ رفتار پھینک؟ اس کے بعد تمام ممکنہ حل کی جانچ پڑتال، یا ان میں سے کم از کم ایک بہت بڑے مجموعہ ہے، اور جواب دیا جاتا ہے. ایک کوانٹم میں کمپیوٹر کے مسائل حل کر رہے ہیں نہ کہ ایک ریاضی داں، بجائے فزکس کام کے قوانین.

یہ کس طرح کام کرتا ہے؟

ہماری دنیا کے بنیادی عمارت بلاکس - کوانٹم میکانی. آپ سالموں پر نظر ڈالیں تو، وجہ وہ قائم ہے اور کر رہے ہیں جس کے لئے مستحکم رہیں - الیکٹران orbitals کے کی بات چیت. تمام کوانٹم میکانی شماروں ان میں سے ہر ایک میں موجود ہیں. ان کی تعداد میں تیزی سے مصنوعی الیکٹران کی تعداد میں اضافہ اگتا ہے. مثال کے طور پر، 50 الیکٹرون دو 50 ڈگری کے اختیارات میں وجود. یہ زبردست بڑی تعداد ہے، تو یہ آج کا حساب نہیں کر سکتے ہیں. طبیعیات کے لئے کنکشن کی معلومات نظریہ اس طرح کے مسائل کو حل کرنے کی راہ کی طرف اشارہ کر سکتے ہیں. 50 kubitovnomu کمپیوٹر یہ کر سکتے ہیں.

ایک نئے دور کا آغاز

لندن چڑھاو، صدر اور 1QBit کے شریک بانی، کوانٹم پروسیسر کے مطابق - یہ زیرجوہری دنیا کی پراسیسنگ کی طاقت استعمال کرنے کے لئے ممکن ہے، یہ نئے مواد یا نئی ادویات کی تخلیق کو حاصل کرنے کے لئے بہت اہم ہے. ڈیزائن کے ایک نئے دور کو دریافت کے پیرا میٹر کی طرف سے ایک شفٹ ہے. مثال کے طور پر، کوانٹم کمپیوٹنگ ماحول سے کاربن اور نائٹروجن کو نکالنے، اور اس طرح گلوبل وارمنگ روکنے میں مدد کرنے کے لئے کی اجازت دیتے ہیں جس میں اتپریرک ماڈل استعمال کیا جا سکتا ہے.

پیش رفت میں سب سے آگے

اس ٹیکنالوجی کے ڈویلپرز کی کمیونٹی انتہائی پرجوش اور مصروف سرگرمی ہے. شروع اپ، کارپوریشنز، یونیورسٹیوں اور سرکاری لیبارٹریوں میں دنیا بھر کی ٹیمیں ایک ریس کار، کوانٹم معلومات کی پروسیسنگ کے لئے مختلف نقطہ نظر کا استعمال کرتے ہیں جس کی تعمیر کر رہے ہیں. پر قبضہ کر لیا آئنوں، میری لینڈ یونیورسٹی اور معیار اور ٹیکنالوجی کے نیشنل انسٹی ٹیوٹ سے محققین ملوث ہے جس پر پیدا qubit superconducting qubits اور چپس. مائیکروسافٹ جس کا مقصد غیر Abelian کی anion جس کے وجود سے پوری طرح ثابت نہیں کیا گیا ہے لاگو کرنے کے لئے ہے سٹیشن س کہلاتا topological نقطہ نظر تیار کرتا ہے.

سال ممکنہ پیش رفت

اور یہ صرف آغاز ہے. مئی 2017 کے آخر میں کوانٹم قسم پروسیسرز کی تعداد منفرد، تیزی سے یا ایک کلاسیکی کمپیوٹر سے بہتر کچھ کر رہے ہیں صفر ہے. یہ واقعہ "کوانٹم برتری" مقرر کریں گے، لیکن اب تک یہ نہیں ہوا ہے. جو کہ اس کے طور پر ابتدائی اس سال کے طور پر ہو سکتا ہے کا امکان ہے جبکہ. سب سے زیادہ اندرونی ذرائع نے بتایا کہ گوگل فزکس کے پروفیسر، سانتا باربرا میں کیلیفورنیا یونیورسٹی، جان مارٹن کی قیادت میں گروپ کی واضح پسندیدہ ہے. اس کا مقصد - 49 qubit پروسیسر کی مدد سے برتر کمپیوٹنگ حصول کے لئے. مئی کے آخر تک 2017 کی ٹیم نے کامیابی کلاسیکی سپر کمپیوٹر کے ختم کرنے کی سمت میں ایک انٹرمیڈیٹ قدم کے طور پر 22 qubit چپ کا تجربہ کیا.

یہ سب شروع ہوا کیسے؟

کئی دہائیوں سے معلومات پروسیسنگ کے لئے کوانٹم میکینکس کا استعمال کرتے ہوئے کے خیال. آئی بی ایم اور ایم آئی ٹی نے مشترکہ طور پر کمپیوٹیشنل فزکس پر ایک کانفرنس کا اہتمام کرتے وقت اہم واقعات میں سے ایک، 1981 میں واقع ہوئی ہے. مشہور ماہر طبیعیات رچرڈ Feynman ایک کوانٹم کمپیوٹر بنانے میں تجویز پیش کی. ان کے مطابق، تخروپن کے لئے کوانٹم میکینکس کے اسباب کا فائدہ لینا چاہئے. اور اس کی وجہ یہ اتنا آسان نہیں لگتی، ایک بہت بڑا چیلنج ہے. superposition کے اور الجھاؤ - کوانٹم پروسیسر میں کام اصول جوہری کی عجیب خصوصیات میں سے ایک بڑی تعداد پر مبنی ہے. ذرہ ایک ہی وقت میں دو ریاستوں میں ہو سکتا ہے. تاہم، کی پیمائش جب ان میں سے صرف ایک ہو جائے گا. اور یہ، جس میں پیشن گوئی کرنے احتمال کی تھیوری اور اس کے نقطہ نظر سے سوائے ناممکن ہے. یہ اثر باکس میں جب تک ایک ہی وقت میں مردہ اور زندہ ہے جس مبصر جھانکنے چپکے سے نہیں ہے کے طور پر ایک خیال کے تجربہ Schrödinger کی بلی ہے، کی بنیاد ہے. کچھ بھی نہیں اس طرح سے روزمرہ زندگی میں کام کرتا ہے. تاہم، کے بارے میں 1 ملین بیسویں صدی کے آغاز کے بعد سے کئے گئے تجربات کی، ساخت موجود ہے کہ دکھاتے ہیں. اور اگلے مرحلے پر اس تصور کا استعمال کس طرح باہر figuring ہے.

کوانٹم پروسیسر: کام کی تفصیل

کلاسیکی بٹس، قدر 0 یا 1 ہو سکتا ہے جو اعداد کو ضرب کرنا ممکن ہے تصاویر اپنی طرف متوجہ ہے اور وہ "منطق کے دروازے" (متوفی اور، یا، نہیں، وغیرہ) کے ذریعے ایک لائن یاد آتی ہے تو اسی طرح کی. N. Qubit بھی ہو سکتا ہے 0، 1 یا دونوں. کہو، 2 qubit الجھا، تو ان کو بالکل سے مربوط ہوتا ہے. کوانٹم پروسیسر کی قسم منطق کے دروازے کا استعمال کر سکتے ہیں. T. N. Hadamard گیٹ، مثال کے طور پر کامل کی ایک superposition کے ریاست میں qubit رکھتا ہے. superposition کے اور الجھاؤ چالاکی پوزیشن کوانٹم دروازے، ذیلی جوہری حساب کی ممکنہ آشکار کرنے کے لئے شروع ہے کہ ساتھ مل کر تو. منطق آپریشنز پر عملدرآمد کیا یہ ممکن ہی بار میں تمام عہدوں کے ساتھ کام کرنے کے لئے بناتا ہے کہ 00، 01، 10 اور 11. ایسی کوانٹم پروسیسر کے آپریشن کے اصول: 2 qubit 4 ریاستوں کے مطالعہ کی اجازت دیتے ہیں. اور دستیاب ریاستوں کی تعداد qubits کی تعداد کے اقتدار میں 2 ہے. لہذا، اگر آپ ایک 50 qubit عالمگیر کوانٹم کمپیوٹر بنانے ہیں تو، یہ نظریاتی طور پر ممکن ہی وقت میں تمام 1،125 کواڈریلین مجموعے جانچ پڑتال کرنے کے لئے ہے.

Kudity

روس میں کوانٹم پروسیسر ایک چھوٹا سا مختلف طریقے سے دیکھتے ہیں. MIPT اور روسی کوانٹم مرکز سے سائنسدانوں "kudity" مختلف "توانائی" سطحوں کے ساتھ کئی "مجازی" qubits نمائندگی پیدا.

حیطہ

ٹائپ کوانٹم پروسیسر کہ کوانٹم میکینکس امپلاٹیس پر مبنی ہے فائدہ ہے. احتمال امپلاٹیس ملتے جلتے ہیں، لیکن وہ بھی منفی ہو سکتا ہے، اور مختلط عدد. لہذا، آپ کو ایک واقعہ کے امکان کو شمار کرنا چاہو تو، آپ کو تمام قسم کے ان کی ترقی کے اختیارات کے طول و عرض کا اضافہ کر سکتے ہیں. مقداریہ شمارندگی کے خیال کو سیٹ اپ کرنے کی کوشش کی ہے مداخلت پیٹرن غلط جوابات کے طریقوں میں سے کچھ ایک مثبت حیطہ تھا تاکہ، اور کچھ - ایک منفی، تاکہ وہ ایک دوسرے کو منسوخ کرے گا. درست جواب کے معروف راستے امپلاٹیس جس سے ایک دوسرے کے ساتھ کے مرحلے میں ہیں پڑے گا. چال آپ پہلے سے جاننے کا کیا جواب درست ہے بغیر، سب کچھ منظم کرنے کی ضرورت ہے. مثبت اور منفی امپلاٹیس کے درمیان مداخلت کی صلاحیت کے ساتھ مجموعہ میں تو اسی دالہ کوانٹم ریاستوں شمارندگی کی اس قسم کا ایک فائدہ یہ ہے.

Shor ڈکشنری آن الگورتھم

کمپیوٹر کو حل کرنے کے قابل نہیں ہے کہ بہت سے کاموں موجود ہیں. خفیہ کاری کے طور پر اس طرح. مسئلہ یہ ایک 200 عددی تعداد کے وزیر عوامل تلاش کرنے کے لئے اتنا آسان نہیں ہے کہ ہے. لیپ ٹاپ کی بہترین سافٹ ویئر کے ساتھ چل رہا ہے یہاں تک کہ اگر، آپ کو سال کا جواب تلاش کرنے کے لئے انتظار کرنا پڑ سکتا ہے. لہذا، کوانٹم کمپیوٹنگ میں ایک اور سنگ میل پیٹر ساحل کی طرف سے 1994 میں شائع ہونے والے ایک الگورتھم بن گیا ہے، اب ایم ائی ٹی میں ریاضی کے پروفیسر ہیں. ان کے طریقہ کار ایک کوانٹم کمپیوٹر، ابھی تک موجود نہیں تھا جس کا استعمال کرتے ہوئے کی طرف سے ایک بڑی تعداد کے عوامل تلاش کرنے کے لئے ہے. اصل میں، الگورتھم آپریشن، درست جواب کے ساتھ علاقے کی طرف اشارہ ہے جس میں انجام دیتا ہے. اگلے سال، ساحل کوانٹم غلطی کی اصلاح کا ایک طریقہ دریافت کیا. بعض صورتوں میں زیادہ طاقتور ہو سکتا ہے جو حساب کتاب کا ایک متبادل طریقہ، - تو پھر، بہت سے یہ ہے کہ احساس ہو گیا ہے. پھر ان کے درمیان qubits اور منطق کے دروازے کے پیدا کرنے کے لئے طبیعیات سے سود کی ایک لہر کے بعد. اور اب، دو عشروں کے بعد انسانیت ایک مکمل کوانٹم کمپیوٹر بنانے کے راستے پر ہے.