ʻOi aku ka wikiwiki ma mua o ka wā ma mua, ke loli nei ka honua ma muli o ka loli kikohoʻe.
Me ka hiki ʻana mai o kekahi nalu hou o ka ʻenehana hiki ke hoʻololi nui i nā paradigms o kēia manawa me ka wikiwiki a me ka mana: quantum computing, ʻike i nā manaʻo kumu o ke au kikohoʻe e lilo i mea nui.
Hoʻohana ʻia kahi ʻenehana holomua i kapa ʻia ʻo quantum computing i ka quantum physics no ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia ma waho o ke kiko o nā kamepiula maʻamau.
Hōʻike nā kumu manaʻo kuantum i ke ʻano o ka hana a me ka ikehu ma nā unahi ʻātoma a me subatom, a ʻo ka Qiskit ʻo IBM he kit hoʻomohala polokalamu kumu kumu e kōkua ai i ka hana ʻana i nā ʻōnaehana computing quantum.
Ke ʻimi nei kēia ʻatikala e wehewehe i kēia a hāʻawi iā ʻoe i kahi ʻike o ka computing quantum.
E wehewehe mākou i kā mākou poʻe heluhelu me ke kōkua ʻana o kahi computing quantum open-source SDK, ʻo ia hoʻi. Qiskit a e ʻimi iā lākou me ka hoʻohana ʻana Nā Puke Puke Kiʻekiʻe mālama ʻia ma IBM Quantum Lab.
He aha ka Quantum Computing?
ʻO ka helu kālā he lālā o ka ʻepekema lolouila e kālele ana i ka hoʻomohala ʻana i ka ʻenehana kamepiula me ka hoʻohana ʻana i nā manaʻo mai ka quantum theory.
Hoʻohana ia i ka mana kūʻokoʻa o nā ʻāpana subatomic i ka manawa like ma nā mokuʻāina he nui, e like me 0 a me 1.
Hiki iā lākou ke hana i nā ʻikepili he nui aʻe ma mua o nā kamepiula maʻamau.
Ma nā kaʻina hana helu quantum, hana ʻia kahi qubit me ka hoʻohana ʻana i ke kūlana quantum o kahi mea. ʻO nā ʻāpana koʻikoʻi o ka ʻike i ka quantum computing he qubits.
Hana lākou i ka hana like me nā bits i ka computing maʻamau i ka quantum computing, akā ʻokoʻa kā lākou hana. He kahua ʻo Quantum computing i puka mai i ka makahiki 1980.
A laila ua ʻike ʻia ua ʻoi aku ka maikaʻi o nā algorithm quantum i ka hana ʻana i kekahi mau hana kamepiula ma mua o kā lākou mau hoa kahiko.
ʻO Superposition a me entanglement, ʻelua mau manaʻo mai ka quantum physics, nā kumu i hoʻokumu ʻia ai kēia mau supercomputers.
I ka hoʻohālikelike ʻana i nā kamepiula maʻamau, hiki i nā kamepiula quantum ke hana i nā kauoha o ka nui me ka wikiwiki a ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka ikehu.
Pono mākou e hoʻomau i ka hana o nā kamepiula quantum i mea e hoʻomaopopo pono ai. E hoʻomaka kākou i kēia manawa.
Pehea maoli ka hana o ka lolouila quantum?
Ke hoʻohālikelike ʻia me nā lolouila kuʻuna a mākou i maʻa mau ai, ʻokoʻa ka pili ʻana o nā kamepiula quantum i ka hoʻoponopono pilikia. No kekahi mau hana, ʻoi aku ka maikaʻi o nā kamepiula quantum ma mua o nā hana kuʻuna ma nā ʻano he nui.
ʻO ko lākou hiki ke noho ma nā mokuʻāina he nui i ka manawa hoʻokahi i manaʻo ʻia ke kumu. Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, hiki i nā kamepiula maʻamau ke noho i hoʻokahi mokuʻāina i ka manawa hoʻokahi.
ʻEkolu mau manaʻo koʻikoʻi āu e hoʻomaopopo ai i mea e hoʻomaopopo ai i ka hana ʻana o nā kamepiula quantum:
- Kūlana kiʻekiʻe.
- Hoʻopili ʻia.
- Hoʻopilikia.
Ka hana
ʻO nā bits nā ʻāpana kumu o nā kamepiula kahiko. ʻO Quantum bits, a i ʻole Qubits, nā ʻāpana kumu o nā kamepiula quantum.
ʻO ke kumu, ʻokoʻa ka hana ʻana o nā bit quantum. ʻO ka bit binary, i ʻike ʻia i kekahi manawa he bit kuʻuna, he hoʻololi i hiki ke lilo i 0 a i ʻole 1.
Loaʻa iā mākou ke kūlana o kēia manawa ke ana mākou. He ʻokoʻa nā Qubits i kēia. Hiki ke hoʻohālikelike ʻia nā Qubits me nā pua e kuhikuhi ana i ʻekolu mau ana.
Aia lākou ma nā kūlana 0 inā kuhikuhi lākou i luna. Aia lākou ma ka moku'āina 1 inā kuhikuhi lākou i lalo. Pēlā nō me nā bits kahiko.
Eia nō naʻe, hiki iā lākou ke koho e noho i kahi kūlana superposition.
Aia ka pua ma ke kūlana kahi e kuhikuhi ai i kekahi ʻaoʻao ʻē aʻe. ʻO ka superposition o 0 a me 1 ka hopena ma kēia mokuʻāina. E hana mau ana ka Qubit i ka 1 a i ʻole 0 i ka hopena ke ana ʻia.
Eia nō naʻe, ʻo ke kuhikuhi ʻana o ka pua e hoʻoholo i kahi kūpono kūpono.
Loaʻa paha iā ʻoe kahi 1 inā e kuhikuhi mua ana ka pua i lalo a me 0 inā e kuhikuhi mua ana i luna.
Loaʻa iā ʻoe kahi 50% manawa e lanakila ai no kēlā me kēia inā aia ka pua ma ke kikowaena. I ka pōkole, ʻo ia ka superposition.
Ka hoʻoponopono
Kūʻokoʻa nā ʻāpana o ka lolouila kahiko i kekahi i kekahi. ʻAʻole pili ka mokuʻāina o kekahi bit i ke kūlana o kekahi bit.
Hiki ke hoʻopili ʻia nā qubits i nā kamepiula quantum me kekahi. Hōʻike kēia i ka hui ʻana i kahi mokuʻāina nui hoʻokahi.
No ka laʻana, e noʻonoʻo i ʻelua qubit i loko o nā mokuʻāina superposition akā ʻaʻole i hoʻopili ʻia. I kēia manawa, ʻaʻole hilinaʻi ko lākou probability kekahi i kekahi.
Ke hoʻopili mākou iā lākou, pono mākou e haʻalele i kēlā mau probabilities kūʻokoʻa a hoʻoholo i nā probabilities o nā mokuʻāina ʻē aʻe a pau e hiki ai iā mākou ke pakele, ʻo ia hoʻi, 00, 01, 10, a me 11.
Hoʻololi ʻia ka puʻunaue likelika o ka ʻōnaehana holoʻokoʻa inā hoʻololi ʻia ke kuhikuhi o ka pua ma hoʻokahi qubit no ka mea ua hihia nā qubits.
Ua nalowale ke kuokoa o na qubits mai kekahi i kekahi. ʻO kēlā me kēia o lākou he ʻāpana o ka mokuʻāina nui like. No ka nui o kāu mau qubits, ʻo ia nō ka hihia.
Hiki ke hui pū ʻia nā mokuʻāina 2n no kahi kamepiula quantum me n qubits.
Loaʻa iā ʻoe ka mahele likelika ma nā mokuʻāina ʻelua, no ka laʻana, no hoʻokahi qubit. Loaʻa iā ʻoe ka māhele likelika ma nā mokuʻāina ʻehā no ʻelua qubits, a pēlā aku. ʻO ka ʻokoʻa nui ma waena o nā kamepiula kahiko a me quantum kēia.
Hiki iā ʻoe ke kau i nā kamepiula maʻamau i kēlā me kēia kūlana āu e koho ai, akā hoʻokahi wale nō i ka manawa. Hiki i kēlā mau mokuʻāina ke noho like ma nā kamepiula quantum ma ke ʻano he superposition.
Pehea e pōmaikaʻi ai ke kamepiula i ka noho ʻana ma ia mau mokuʻāina i ka manawa hoʻokahi? Ke komo nei ka mea hope o ke keakea i keia wahi.
'ākeʻakeʻa
Hiki ke hoʻohana ʻia kahi hana hawewe quantum e wehewehe i ke kūlana o kahi qubit.
Hāʻawi ʻia ka wehewehe makemakika kumu o nā mea āpau i ka quantum physics e nā hana nalu.
Ke hoʻopili ʻia nā qubits he nui, ua hui pū ʻia kā lākou mau hana nalu e hana i kahi hana nalu hoʻokahi e wehewehe ana i ke kūlana holoʻokoʻa o ka computer quantum.
ʻO ke keakea ka hopena o ka hoʻohui ʻana i kēia mau hana nalu. Ke hoʻohui pū ʻia nā nalu, hiki ke hana a hui pū ʻia e hana i ka nalu ʻoi aku ka nui, e like me nā nalu wai.
Hiki iā lākou ke launa pū me ka luku ʻana e kūʻē kekahi i kekahi. Hoʻoholo ʻia ka likelika like ʻole o nā mokuʻāina e ka hana nalu holoʻokoʻa o ka computer quantum.
Hiki iā mākou ke hoʻololi i ka manaʻo e puka mai kekahi mau mokuʻāina ke ana mākou i ka computer quantum ma ka hoʻololi ʻana i nā mokuʻāina o nā qubits like ʻole.
ʻOiai hiki ke loaʻa ka computer quantum i nā superpositions o nā mokuʻāina i ka manawa hoʻokahi, hōʻike wale nā ana i hoʻokahi o ia mau mokuʻāina.
No laila, ʻoiai e hoʻohana ana i ka lolouila quantum e hoʻopau i kahi hana helu, pono ke keakea kūpono e hoʻonui i ka likelike o ka loaʻa ʻana o ka pane pololei a me ke keakea luku e hoʻohaʻahaʻa i ka loaʻa ʻana o ka pane pololei.
I kēia manawa, e hoʻomaka kākou me ka Qiskit.
He aha Qiskit?
ʻO Qiskit kahi polokalamu lako polokalamu kālā i kākoʻo ʻia e IBM i hoʻolālā ʻia i mea e maʻalahi ai ke komo ʻana i ke kahua o ka computing quantum.
No ka paʻakikī o ka loaʻa ʻana o nā kamepiula quantum, hiki iā ʻoe ke loaʻa ma o kahi mea hāʻawi kapuaʻi, e like me IBM, me ka hoʻohana ʻana i kā lākou pahu hana Qiskit.
Loaʻa ia no ka manuahi, a ʻo kāna code a pau hamama kumu.
Aia kekahi puke haʻawina pūnaewele e aʻo iā ʻoe i nā kumu a pau o ka quantum physics, he mea pono loa ia no ka poʻe ʻike ʻole i ke kumuhana. Hoʻohana ʻia ʻo Python e kūkulu i ka pahu hana Qiskit.
No laila, inā kamaʻāina ʻoe i ka ʻōlelo papahana Python, e ʻike ʻoe i ka nui o nā code.
He kūpono ka papahana polokalamu no ka poʻe makemake e aʻo e pili ana i ka quantum computing ʻoiai e loaʻa ana ka ʻike hana.
ʻO ka hiʻohiʻona koʻikoʻi o Qiskit ʻo ia ka hana i ʻelua mau pae. ʻO kekahi o nā ʻanuʻu ʻo ia ke kahua kūkulu, kahi e hana ai mākou i nā kaʻa kaʻa kuantum a hoʻohana i kēlā mau kaʻapuni e hoʻoponopono i ka pilikia.
A laila, ma hope o ka hoʻopau ʻana i ke kahua kūkulu hale a i ʻole ka hōʻea ʻana i ka hopena, hele mākou i ka pae aʻe, i ʻike ʻia ʻo ke kahua hoʻokō, kahi e hoʻāʻo ai mākou e holo i kā mākou kūkulu ʻana a i ʻole ka hopena ma nā ʻaoʻao hope like ʻole (state vector backend, unitary backend, open. ASM backend), a ma hope o ka pau ʻana o ka holo, hana mākou i ka ʻikepili i loko o ke kūkulu ʻana no ka hoʻopuka makemake.
E hoʻomaka me Qiskit
Ma kāu kamepiula pilikino a i ʻole ka Jupyter Notebook i mālama ʻia e IBM, hiki iā ʻoe ke hoʻokomo iā ia ma ka ʻāina. Kākau i kēia code no ka hoʻokomo ʻana i ka ʻāina ma kahi kamepiula Windows:
Pono mākou e hoʻopaʻa inoa ma ʻaneʻi no ke komo ʻana i ka hōʻailona API e hiki ai iā mākou ke hoʻohana i nā polokalamu quantum a IBM, a laila hiki iā mākou ke hoʻomaka e hana me ka pūnaewele o ka hui. Hiki iā ʻoe ke noʻonoʻo e hana i kēia me ka hoʻohana ʻana i kahi Qiskit-installed Jupyter Notebook e holo ana ma ka pūnaewele.
Hiki iā ʻoe ke komo iā ia ma ke koho ʻana i kāu Profile mai ka papa kuhikuhi ma ka ʻaoʻao ʻākau o ka ʻaoʻao, a laila koho i ka ʻike moʻokāki. Hiki iā ʻoe ke ʻike i kāu hōʻailona API ma lalo o ka pauku ma nā hōʻailona API ma ke ʻano o ***. Hoʻopili ʻia a hoʻokomo ʻia i loko o kēia code:
Ke hoʻokō ʻia kēia code, e mālama ʻia kāu hōʻailona API ma kāu kamepiula, e hiki ai iā ʻoe ke hoʻohana i nā polokalamu quantum a IBM. E hoʻokomo i kēia mau mea e hoʻoholo ai inā hiki iā ʻoe ke komo i ia mea hana:
Inā holo ka code i ʻōlelo ʻia aʻe nei, pono ʻoe e holo i ke code ʻaʻole ma kāu kamepiula wale nō akā ma ka hoʻouna ʻana i nā kaʻa kaʻa kuantum i kūkulu ʻia i nā polokalamu quantum a IBM a loaʻa nā hopena.
No laila, me ka hoʻohana ʻana i ka hale waihona puke, hiki iā mākou ke hoʻomaka i ka hoʻomohala ʻana i kā mākou algorithm quantum mua. Hoʻomaka mākou ma ka lawe ʻana i nā mea hilinaʻi koʻikoʻi mai Qiskit i kā mākou papahana.
A laila kūkulu mākou i kahi papa inoa kuantum ʻelua-qubit a me kahi papa inoa maʻamau ʻelua-bit.
No laila i kēia manawa ua hoʻokumu ʻia kahi papa inoa maʻamau a me quantum. Me ka hoʻohana ʻana i kēlā mau mea ʻelua, hiki iā mākou ke kūkulu i ke kaapuni a inā, i kēlā me kēia manawa i ka wā o ka hoʻololi ʻana o ke kaapuni, makemake ʻoe e kaha kiʻi i ke ʻano o ke kaapuni quantum, e kākau i kēia code:
Hiki iā mākou ke ʻike mai ke kiʻi, aia ʻelua ʻāpana kuantum a me ʻelua mau ʻāpana kaapuni.
Me he mea lā, ʻaʻohe puka o kēia kaapuni, he mea hoihoi ʻole ia. I kēia manawa, e kūkulu kākou i ke kaapuni me ka hoʻohana ʻana i nā ʻīpuka quantum. Like kahiko ʻīpuka manaʻo (AND, OR ʻīpuka) no nā kaapuni kikohoʻe maʻamau.
ʻO ka noi ʻana i ka puka Hadamard i ka qubit mua ka hana mua i ka hana ʻana i ka entanglement. A laila, me ka hoʻohana ʻana i ka code aʻe, e hoʻohui mākou i kahi hana x hoʻokele ʻelua-qubit:
I kēia manawa ua hoʻohana ʻia kēia mau mea hana ʻelua no ke kūkulu ʻana i kā mākou kaapuni quantum, ʻo ia ka manawa e ana i nā ʻāpana quantum (qubits), e lawe i kēlā mau ana, a mālama iā lākou i loko o nā bits kahiko. E hana kākou i ke code e pono ai e hoʻokō i kēlā:
Hōʻike ke kiʻikuhi ma lalo nei i ke ʻano o kā mākou kaapuni.
Pono e holo kaapuni ma luna o ka simulator kamepiula kahiko. Ua pau ke kaapuni. A e nānā i nā hopena o kēlā hoʻokō.
Mālama ʻia ka ʻike i loaʻa mai ka hana ʻana i kēlā kaapuni i loko o ka loli hopena. E hōʻike kākou i kēia mau hopena me ka hoʻohana ʻana i ka histogram plot.
ʻO ia ka mea e hana ai ke holo mākou i kā mākou quantum circuit. No nā helu 00 a me 11, loaʻa iā mākou nā probabilities ma kahi o 50%. Ua kūkulu ʻia kāu kaapuni kamepiula quantum mua. Hoʻomaikaʻi!
Nā noi o Qiskit Quantum Computing
Waiwai Qiskit
Hāʻawi ʻia kahi hōʻiliʻili o nā mea hana a me nā noi e Qiskit Finance. Hoʻopili kēia i nā unuhi ʻōlelo Ising no ka hoʻonui ʻana i ka portfolio, nā mea hoʻolako ʻikepili no ka ʻikepili maoli a i ʻole ka ʻikepili, a me nā hoʻokō no ke kumu kūʻai ʻana i nā koho kālā like ʻole a i ʻole nā loiloi hōʻaiʻē.
Natura Qiskit
Nā polokalamu like ka pelu ʻana i ka protein a me ka hana uila/vibronic Kākoʻo ʻia nā helu helu no nā ʻāina hauʻoli a me ka honua e Qiskit Nature.
Hāʻawi ia i nā ʻāpana āpau e pono ai no ka hoʻopili ʻana i nā code classical a me ka hoʻololi ʻana i nā ʻano like ʻole e pono ai e nā kamepiula quantum.
Aʻo Mīkini Qiskit
ʻO Quantum aʻo aʻo ʻO nā ala e hoʻohana ai iā lākou e hoʻoponopono i nā pilikia like ʻole, e like me ka regression a me ka hoʻokaʻawale ʻana, hāʻawi ʻia e Qiskit Machine Learning a me nā kernels quantum kumu a me nā quantum neural networks (QNNs) ma ke ʻano he hale kūkulu.
Hiki iā ia ke hoʻohui i nā QNN iā PyTorch no ke kumu o ka hoʻokomo ʻana i nā mea quantum i nā hana maʻamau.
Qiskit Optimization
Hāʻawi ʻo Qiskit Optimization i ke kiko holoʻokoʻa o nā lawelawe loiloi, me ka hoʻohālike kiʻekiʻe o ka hoʻohālikelike ʻana i nā pilikia optimization, unuhi ʻokoʻa o nā pilikia i nā hōʻike like ʻole e pono ai, a me kahi hōʻiliʻili o nā ʻano hana loiloi quantum maʻalahi.
Panina
I ka hopena, ʻoiai ʻo ka supercomputer wikiwiki loa i loaʻa i kēia manawa he mau makahiki, hiki i nā kamepiula quantum ke haki wikiwiki i nā ʻano hoʻopunipuni o kēia manawa.
ʻOiai ʻo ka hiki i nā kamepiula quantum ke uhaʻi i nā ʻano hana hoʻopunipuni i hoʻohana ʻia i kēia lā, manaʻo ʻia e hana lākou i nā mea pani hack-proof.
ʻO ka hoʻonui ʻana i nā pilikia ka ikaika o nā kamepiula quantum. No ka ʻike hou aku, e kipa iā Qiskit GitHub.
Waiho i ka Reply