Kaundan[Itago][Ipakita]
Ang quantum computing nagproseso sa datos gamit ang mga prinsipyo sa quantum mechanics. Ingon usa ka sangputanan, ang quantum computing nanginahanglan usa ka lahi nga pamaagi kaysa sa klasikal nga pagkalkula. Ang processor nga gigamit sa quantum computers usa ka pananglitan niini nga kalainan.
Samtang ang tradisyonal nga mga kompyuter naggamit ug silicon-based nga mga processor, ang quantum computer naggamit sa quantum system sama sa atoms, ions, photon, o electron. Gigamit nila ang mga bahin sa quantum aron magrepresentar sa mga piraso nga mahimo’g mahimo sa lainlaing mga superposisyon sa quantum nga 1 ug 0.
Busa, unsa man gyud ang gipasabot sa termino nga "quantum" niini nga konteksto? Usa ba kini ka mahinungdanon nga paglukso?
Ang termino nga quantum naggikan sa Latin nga pulong nga quantum, nga nagpasabut nga "kadaghanon." Kini usa ka 'discrete nga gidaghanon sa enerhiya nga proporsyonal sa kadako sa frequency sa radiation nga girepresentar niini' sa pisika. Ang discrete nagtumong sa usa ka butang nga dili padayon o lahi. Quantum nagtumong sa talagsaon o mahinungdanon nga kantidad niini nga diwa.
Unsa ang quantum computing?
Pag-compute sa kwantum naggamit ug algebraic nga mga paagi sa paghimo ug mga algoritmo para sa mga kalkulasyon, nga kasagaran pareho o susama sa gigamit sa quantum physics. Ang quantum mechanics, sa baylo, nagtumong sa usa ka batakang teoriya sa pisika nga nagsusi sa katin-awan sa pisikal nga mga kalidad sa kinaiyahan sa gidak-on sa mga atomo ug mga partikulo sa subatomiko.
A kwantum nga kompyuter sa ingon usa ka hypothetical nga kompyuter nga makahimo sa pagpatuman sa ingon nga mga algorithm. Ingon usa ka sangputanan, ang mga kompyuter sa quantum sa sukaranan gibase sa mga quantum bit, nailhan usab nga mga qubit, nga mahimo’g gimugna gikan sa usa ka elektron.
Ang quantum nga materyal naglihok sumala sa quantum mechanics nga mga lagda, nga naggamit sa mga ideya sama sa probabilistic computation, superposition, ug pagkagumon. Kini nga mga ideya nagsilbi nga pundasyon alang sa quantum algorithm, nga naggamit sa mga kapabilidad sa quantum nga mga kompyuter aron masulbad ang mga komplikadong problema.
Niini nga artikulo, hisgutan nako ang tanan nga kinahanglan nimong mahibal-an bahin sa quantum entanglement.
Unsa ang quantum entanglement?
Ang quantum entanglement mahitabo kung ang duha ka mga sistema suod nga nalambigit nga ang pagkahibalo bahin sa usa naghatag kanimo dayon nga kahibalo sa usa, bisan unsa pa sila ka layo.
Ang mga siyentipiko sama ni Einstein nalibog niini nga panghitabo, nga iyang gitawag nga "usa ka makalilisang nga aksyon sa layo" tungod kay kini nakalapas sa lagda nga walay impormasyon nga mapadala nga mas paspas kay sa gikusgon sa kahayag. Dugang nga mga eksperimento gamit ang mga photon ug mga electron, bisan pa, gipamatud-an ang pagkalambigit.
Ang entanglement mao ang sukaranan sa quantum computing. Ang quantum entanglement sa physics nagtumong sa lig-on kaayong sumpay tali sa mga partikulo sa quantum. Kini nga koneksyon kusgan kaayo nga ang duha o daghan pa nga mga partikulo sa quantum mahimo nga dili mapugngan nga konektado samtang gibulag sa daghang mga distansya.
Aron mas masabtan kini, tagda ang usa ka yano nga pagtandi nga wala’y kalabotan sa pisika o pag-compute. Tagda kon unsay mahitabo kon dili usa, kondili duha ka sensilyo ang ilabay. Kasagaran, kung ang usa ka sensilyo motugpa sa ulo o ikog gamay ra ang epekto sa sangputanan sa ikaduhang pag-itsa sa sensilyo.
Bisan pa, sa kaso sa pagkubkob, ang duha ka bahin konektado o nalambigit, bisan kung kini bulag sa pisikal. Sa kini nga kaso, kung ang usa ka sensilyo motugpa sa mga ulo, ang ikaduha nga sensilyo usab magpakita sa mga ulo, ug vice versa.
Pagsabot sa quantum entanglement (uban sa pananglitan)
Ang quantum entanglement sa pagkatinuod usa ka sitwasyon diin ang duha ka sistema (kasagaran mga electron o photon) suod kaayo nga nalambigit nga ang pagkuha og impormasyon mahitungod sa "estado" sa usa ka sistema (ang direksyon sa pagtuyok sa electron, ingnon nga "Up") makahatag dayon og kahibalo mahitungod sa laing sistema. "estado" (ang direksyon sa ikaduhang electron's spin, ingna "Down") bisag unsa pa ka layo ang gilay-on niini nga mga sistema.
Ang mga pulong nga "instant" ug "bisan unsa pa ka layo ang ilang gilay-on" hinungdanon. Kini nga panghitabo nakapalibog sa mga siyentista sama ni Einstein, tungod kay ang estado wala gihubit hangtod kini masukod, ug ang pagpasa sa impormasyon nagsupak sa klasikal nga lagda sa pisika nga ang impormasyon dili madala nga mas paspas kay sa gikusgon sa kahayag.
Bisan pa, ang pagkalambigit napamatud-an nga naggamit sa mga photon ug electron sukad sa 1980s, salamat sa panukiduki ug pagsulay nga nagsugod kaniadtong 1980s.
Duha ka subatomic nga mga partikulo (mga electron) ang mahimo aron sila mahulagway sa usa ka function sa balud. Mahimong makab-ot ang entanglement sa usa ka paagi pinaagi sa pagtugot sa usa ka partikulo sa ginikanan nga adunay zero spins nga madunot ngadto sa duha ka mga partikulo sa anak nga babaye nga adunay managsama apan kaatbang nga mga spin.
Kung ang duha ka mga partikulo sa anak nga babaye dili makig-uban sa bisan unsang butang, ang ilang mga gimbuhaton sa balud magpabilin nga managsama ug magkasumpaki bisan unsa pa ka layo ang gisukod. Gitino sa mga siyentista pinaagi sa pagsulay nga ang oras sa pagkubkob wala’y epekto sa kasayuran.
Hinunoa, ang impormasyon ipadala ngadto sa laing partikulo sa gikusgon nga mas paspas kay sa gikusgon sa kahayag lamang kon ang impormasyon sa usa ka partikulo gisukod.
Ingon usa ka sangputanan, ang kasayuran nag-agay sa kini nga tulin. Apan wala kami'y kontrol niini - kini nga kakulang sa kontrol nagpugong sa paggamit sa Quantum Entanglement, sama sa pagpadala og mensahe o ubang impormasyon nga mas paspas kay sa gikusgon sa kahayag.
Unsa ang papel sa entanglement sa quantum computing?
Ang pagbag-o sa kahimtang sa usa ka nalambigit nga qubit diha-diha dayon nagbag-o sa kahimtang sa gipares nga qubit sa quantum nga mga kompyuter. Ingon nga resulta, ang entanglement nagpadali sa katulin sa pagproseso sa quantum computers.
Tungod kay ang pagproseso sa usa ka qubit nagpadayag sa kasayuran bahin sa daghang mga qubit, ang pagdoble sa gidaghanon sa mga qubit dili kinahanglan nga makadugang sa gidaghanon sa mga proseso (pananglitan, ang nalambigit nga mga qubit).
Ang quantum entanglement, sumala sa mga pagtuon, gikinahanglan alang sa usa ka quantum algorithm aron makahatag og exponential speedup sa mga klasikal nga kalkulasyon.
Entanglement nga mga aplikasyon sa quantum computing
Daghang mga aplikasyon ang makabenepisyo gikan niining talagsaon nga pisikal nga kinaiya, nga mag-usab sa atong karon ug sa umaabot. Ang quantum encryption, superdense coding, tingali mas paspas kay sa kahayag nga transmission, ug bisan ang teleportation mahimong ma-enable ang tanan pinaagi sa entanglement.
Ang mga kompyuter sa quantum adunay potensyal sa pag-atubang sa oras ug pagproseso sa kusog nga kusog nga mga hagit sa lainlaing mga industriya, lakip ang pinansya ug pagbabangko.
Ang quantum entanglement usa ka panghitabo nga makatabang sa maong mga kompyuter pinaagi sa pagpakunhod sa gidugayon sa oras ug gahum sa pagproseso nga gikinahanglan sa pagdumala sa pagdagayday sa datos tali sa ilang mga qubit.
1. Quantum Cryptography
Sa klasikal nga cryptography, ang nagpadala nag-encode sa mensahe gamit ang usa ka yawe, samtang ang nakadawat nag-decode niini gamit ang gipaambit nga yawe. Bisan pa, adunay kapeligrohan nga ang usa ka ikatulo nga partido makakuha og kahibalo bahin sa mga yawe ug makahimo sa pagpugong ug pagdaot sa cryptography.
Ang paghimo og luwas nga agianan tali sa duha ka partido mao ang sukaranan sa dili mabungkag nga kriptograpiya. Ang pagkubkob mahimong hinungdan niini. Ingon nga ang duha ka mga sistema nalambigit, sila may kalabutan sa usag usa (kung ang usa mausab, mao usab ang lain), ug walay ikatulo nga partido nga moambit niini nga correlation.
Ang quantum cryptography nakabenepisyo usab gikan sa no-cloning, nga nagpasabot nga imposible nga makamugna og parehas nga replika sa wala mailhi nga quantum state. Ingon nga resulta, imposible nga kopyahon ang datos nga gi-encode sa usa ka quantum state.
Uban sa dili matukib nga quantum key distribution, ang quantum cryptography natuman na (QKD). Ang QKD naggamit ug random nga polarized nga mga photon aron ipahibalo ang impormasyon bahin sa yawe. Ang nakadawat nag-decipher sa yawe gamit ang polarizing filter ug ang teknik nga gigamit sa pag-encrypt sa mensahe.
Ang sekreto nga datos gibalhin gihapon pinaagi sa standard nga mga linya sa komunikasyon, apan ang eksaktong quantum key lamang ang maka-decode sa mensahe. Tungod kay ang "pagbasa" sa mga polarized nga mga photon nagbag-o sa ilang mga estado, ang bisan unsang pag-eavesdrop nagpahibalo sa mga komunikator sa pagsulod.
Ang teknolohiya sa QKD sa pagkakaron gipugngan sa fiber optic cable, nga makadala ug photon sa mga 100km sa dili pa maluya kaayo nga makadawat. Sa 2004, ang unang nalambigit nga QKD bank transfer nahitabo sa Austria.
Ang pagsiguro nga ang pagpadala sa dili mabungkag ug tamper-proof nga mga komunikasyon nga mapamatud-an nga luwas base sa pisikal nga mga prinsipyo adunay klaro nga aplikasyon sa pinansya, banking, militar, medikal, ug uban pang mga sektor. Ubay-ubay nga mga negosyo ang naggamit na karon og entangled QKD.
2. Quantum Teleportation
Ang quantum teleportation mao usab ang pamaagi sa pagpasa sa quantum nga impormasyon tali sa duha ka partido, sama sa photon, atoms, electron, ug superconducting circuits. Sumala sa panukiduki, ang teleportasyon nagtugot sa mga QC sa pagdagan nga managsama samtang naggamit og gamay nga kuryente nga nagpaubos sa paggamit sa kuryente sa 100 ngadto sa 1000 ka beses.
Ang kalainan tali sa quantum teleportation ug quantum cryptography mao ang mosunod:
- Pagbayloay sa quantum teleportation Sa usa ka klasikal nga channel, ang "quantum" nga impormasyon gipadala.
- Pagbayloay sa quantum cryptography Sa usa ka quantum channel, "classical" nga impormasyon gipadala.
Ang mga panginahanglanon sa kuryente sa mga quantum computer makamugna og kainit, nga usa ka hagit nga gihatag nga sila kinahanglan nga molihok sa ingon ka ubos nga temperatura. Ang teleportasyon adunay potensyal nga magdala sa mga solusyon sa disenyo nga makapadali sa pag-uswag sa quantum computing.
3. Sistema sa Biyolohikal
Ang lawas sa tawo, sama sa tanan nga mga binuhat, padayon nga nagbag-o tungod sa interaksyon sa milyon-milyon nga kemikal ug biolohikal nga mga proseso. Hangtud bag-o lang, sila gituohan nga linear, nga ang "A" padulong sa "B." Bisan pa, ang quantum biology ug biophysics nakadiskubre sa usa ka dako nga kantidad sa pagkadugtong sa sulod sa biological nga mga sistema, nga ang QE adunay papel.
Ang paagi sa lain-laing mga subunits sa mga istruktura sa protina ang giputos sa tingub gihimo aron tugotan ang mapadayonon nga quantum entanglement ug pagkadugtong. Ang Quantum Biology usa gihapon ka teoretikal nga hilisgutan nga adunay lainlaing wala matubag nga mga kabalaka; kung kini gitubag, ang mga aplikasyon sa medisina mahimong labi nga makita.
Ang quantum computing, sa teorya, mahimong mas susama sa kinaiyahan (pinaagi sa pagsundog sa atomic bonding) ug quantum biological nga mga sistema kay sa klasikal nga mga kompyuter.
4. Superdense Coding
Ang superdense coding mao ang paagi sa pagpasa sa duha ka naandang tipik sa impormasyon gamit ang usa ka lit-ag nga qubit. Ang kodigo nga hilabihan ka dasok mahimong:
- Gitugotan ang tiggamit nga ipadala ang katunga sa gikinahanglan aron matukod pag-usab ang usa ka klasikal nga mensahe sa una, nga gitugotan ang tiggamit nga makigkomunikar sa doble nga katulin hangtod nga mahurot ang mga na-pre-deliver nga qubit.
- Ang kapasidad sa usa ka two-way quantum channel sa usa ka direksyon madoble.
- I-convert ang high-latency bandwidth ngadto sa low-latency bandwidth pinaagi sa pagpasa sa katunga sa data sa high-latency channel aron suportahan ang data nga mosulod sa low-latency channel.
Ang matag henerasyon sa komunikasyon nanawagan alang sa dugang nga pagbalhin sa datos. Ang usa ka ikatandi nga ganansya sa impormasyon mahimong posible sa superdense coding.
Panapos
Ang quantum entanglement mahimong magtugot kanato sa pagtrabaho sa mga datos sa dili mahunahuna nga mga paagi kaniadto. Pinaagi sa pag-integrate sa quantum computing sa entanglement, matubag nato ang mga isyu nga nangayo ug daghang data sa mas episyente ug luwas nga paagi.
Uban sa pagdugang sa biolohikal ug astronomiya nga mga aplikasyon, ang QE mahimong gamiton sa pagtubag sa mga isyu nga dugay nang gipamalandong sa mga tawo: diin kita gikan ug sa unsang paagi nagsugod kining tanan?
Ang mas daghang pag-uswag sa teknolohiya, mas daghang aplikasyon ang atong makit-an alang niini—kini adunay dakong saad!
Leave sa usa ka Reply