Table of Contents[Kache][Montre]
Enfòmatik pwopòtik trete done lè l sèvi avèk prensip mekanik pwopòsyon yo. Kòm yon rezilta, enfòmatik pwopòsyon mande pou yon apwòch diferan pase informatique klasik. Pwosesè ki itilize nan òdinatè pwopòsyon se youn nan egzanp distenksyon sa a.
Lè nou konsidere ke òdinatè tradisyonèl yo anplwaye processeurs ki baze sou Silisyòm, òdinatè pwopòsyon yo itilize sistèm pwopòsyon tankou atòm, iyon, foton oswa elektwon. Yo anplwaye karakteristik pwopòsyon pou reprezante bits ki ka kreye nan plizyè sipèpozisyon pwopòsyon nan 1 ak 0.
Se konsa, ki sa egzakteman tèm "quantum" vle di nan kontèks sa a? Èske se yon kwasans enpòtan?
Tèm quantum a soti nan mo Latin quantum, ki vle di "kantite". Li se yon 'kantite enèji diskrè ki pwopòsyonèl nan grandè ak frekans radyasyon li reprezante a' nan fizik. Disrè refere a yon bagay ki pa ni kontinyèl ni diferan. Quantum refere a kantite inik oswa enpòtan nan sans sa a.
Ki sa ki enfòmatik pwopòsyon?
Kwantik informatique ap itilize metòd aljebrik pou konstwi algorithm pou kalkil, ki souvan menm oswa menm jan ak sa yo itilize nan fizik pwopòsyon. Mekanik kwantik, nan vire, refere a yon teyori fizik debaz ki plonje nan eksplikasyon sou kalite fizik lanati nan gwosè atòm ak patikil subatomik.
A pwopòsyon òdinatè se konsa yon òdinatè ipotetik ki kapab aplike algoritm sa yo. Kòm yon rezilta, òdinatè pwopòsyon yo fondamantalman baze sou Bits pwopòsyon, ke yo rele tou qubits, ki ka kreye nan yon sèl elèktron.
Materyèl pwopòsyon an konpòte yo dapre règ mekanik pwopòsyon, li sèvi ak nosyon tankou kalkil pwobabilite, sipèpozisyon, ak konplikasyon. Lide sa yo sèvi kòm fondasyon pou algorithm pwopòsyon, ki sèvi ak kapasite yo nan òdinatè pwopòsyon yo atake pwoblèm konplike.
Nan atik sa a, mwen pral diskite sou tout sa ou bezwen konnen sou kwantik entanglement.
Ki sa ki entanglement pwopòsyon?
Entanglement kwantik rive lè de sistèm yo tèlman lye ke konnen sou youn ba ou konesans imedya sou lòt la, kèlkeswa ki distans yo ye.
Syantis tankou Einstein te dekonsève pa fenomèn sa a, ke li te rele "yon aksyon spooky nan yon distans" paske li te kraze règ ki pa gen okenn enfòmasyon ka voye pi vit pase vitès limyè a. Eksperyans adisyonèl lè l sèvi avèk foton ak elektwon, sepandan, verifye entanglement.
Entanglement se poto a nan informatique pwopòsyon. Entanglement kwantik nan fizik refere a yon lyen trè fò ant patikil pwopòsyon yo. Koneksyon sa a tèlman fò ke de oswa plis patikil pwopòsyon ka konekte inexorableman pandan y ap separe pa distans menmen.
Pou plis konprann sa a, konsidere yon konparezon senp ki pa gen rapò ak fizik oswa informatique. Konsidere sa ki ta rive si se pa youn, men de pyès monnen yo te lanse. Anjeneral, si yon sèl pyès monnen ateri sou tèt oswa ke gen yon ti kras pote sou rezilta a nan dezyèm lansman pyès monnen an.
Sepandan, nan ka a nan entanglement, tou de pati yo konekte oswa konplitché, kèlkeswa si yo fizikman separe. Nan ka sa a, si yon sèl pyès monnen ateri sou tèt, dezyèm pyès monnen an ap montre tèt yo, ak vis vèrsa.
Konprann entanglement pwopòsyon (ak egzanp)
Entanglement kwantik se vre yon sitiyasyon kote de sistèm (tipikman elektwon oswa foton) yo tèlman lye, akizisyon enfòmasyon sou "eta" yon sistèm nan (direksyon vire elektwon an, di "Leve") ta bay konesans enstantane sou lòt sistèm nan. “eta” (direksyon vire dezyèm elektwon an, di “Desann”) kèlkeswa ki distans sistèm sa yo egziste.
Fraz yo "enstantane" ak "kèlkeswa ki distans yo ye" yo enpòtan. Fenomèn sa a te pèpleks syantis tankou Einstein, depi eta a pa defini jiskaske yo mezire, ak transmisyon enfòmasyon defye règ la fizik klasik ke enfòmasyon yo pa ka pote pi vit pase vitès la nan limyè.
Sepandan, entanglement te pwouve yo sèvi ak tou de foton ak elektwon depi ane 1980 yo, gras a rechèch ak tès ki te kòmanse nan ane 1980 yo.
De patikil subatomik (elektron) ka pwodwi pou yo ka dekri pa yon fonksyon onn sèl. Entanglement ka reyalize nan yon metòd lè w pèmèt yon patikil paran ki gen zewo vire dekonpoze an de patikil pitit fi konplitché ak vire egal men opoze.
Si de patikil pitit fi pa kominike avèk anyen, fonksyon vag yo ap rete egal ak opoze kèlkeswa distans yo mezire. Syantis yo detèmine atravè tès yo ke tan an entanglement pa te gen okenn enpak sou enfòmasyon an.
Olye de sa, yo voye enfòmasyon nan lòt patikil la nan yon vitès pi vit pase vitès limyè a sèlman lè yo mezire enfòmasyon yon sèl patikil.
Kòm yon rezilta, enfòmasyon ap koule nan vitès sa a. Men, nou pa gen okenn kontwòl sou li - mank de kontwòl sa a mete restriksyon sou itilizasyon Quantum Entanglement, tankou voye yon mesaj oswa lòt enfòmasyon pi vit pase vitès limyè a.
Ki wòl entanglement jwe nan enfòmatik pwopòsyon?
Chanje eta a nan yon kbit konplitché enstantane chanje eta a nan kbit la pè nan òdinatè pwopòsyon. Kòm yon rezilta, entanglement akselere vitès pwosesis la nan òdinatè pwopòsyon.
Paske pwosesis yon sèl kbit revele enfòmasyon sou anpil qubits, double kantite qubits pa nesesèman ogmante kantite pwosesis (sa vle di, kbit yo anmele).
Entanglement kwantik, dapre etid yo, obligatwa pou yon algorithm pwopòsyon delivre yon vitès eksponansyèl sou kalkil klasik.
Entanglement aplikasyon nan enfòmatik pwopòsyon
Plizyè aplikasyon ka benefisye de karakteristik fizik inik sa a, ki pral chanje prezan ak avni nou an. Chifre kwantik, kodaj superdense, petèt transmisyon pi vit pase limyè, e menm teleportasyon ta ka tout pèmèt pa entanglement.
Òdinatè kwantik yo gen potansyèl pou yo atake tan ak trete defi ki gen anpil pouvwa nan yon varyete endistri, tankou finans ak bank.
Entanglement kwantik se yon fenomèn ki ta ka ede òdinatè sa yo lè yo diminye kantite tan ak pouvwa pwosesis ki nesesè pou jere koule done ant qubits yo.
1. Kriptografi kwantik
Nan kriptografik klasik, moun k la kode mesaj la ak yon sèl kle, pandan y ap moun k ap resevwa a dekode li ak kle pataje a. Sepandan, gen yon danje ke yon twazyèm pati pral jwenn konesans sou kle yo epi yo dwe kapab entèsepte ak mine kriptografik.
Kreye yon kanal ki an sekirite ant de pati yo se poto kriptografi ki pa ka kase. Entanglement ka koze sa. Kòm de sistèm yo ap konplitché, yo gen rapò youn ak lòt (lè youn chanje, se konsa lòt la fè), epi pa gen okenn twazyèm pati ki pral pataje korelasyon sa a.
Kriptografi kwantik tou benefisye de pa gen klonaj, ki vle di ke li enposib jenere yon kopi ki idantik nan yon eta pwopòsyon enkoni. Kòm yon rezilta, li enposib repwodui done kode nan yon eta pwopòsyon.
Avèk yon distribisyon kle pwopòsyon inpénétrabl, kriptografi pwopòsyon te deja reyalize (QKD). QKD itilize foton polarize owaza pou kominike enfòmasyon sou kle a. Moun k ap resevwa a dekode kle a lè l sèvi avèk filtè polarize ak teknik yo itilize pou ankripte mesaj la.
Done sekrè yo toujou transfere atravè liy kominikasyon estanda, men sèlman kle pwopòsyon egzak la ka dekode mesaj la. Paske "lekti" foton yo polarize chanje eta yo, nenpòt ki ekout alèt kominikatè yo nan entrizyon an.
Teknoloji QKD se kounye a contrainte pa kab fib optik, ki ka delivre yon foton pou anviwon 100km anvan li vin twò endispoze pou resevwa. An 2004, premye transfè labank QKD konplitché te fèt nan Otrich.
Asire w ke transmisyon kominikasyon ki pa ka kase e ki pa ka febli, ki pwouve ke yo an sekirite ki baze sou prensip fizik yo, gen aplikasyon evidan nan finans, bank, militè, medikal, ak lòt sektè. Plizyè biznis yo kounye a ap itilize entangled QKD.
2. teleportasyon kwantik
Teleportasyon kwantik se tou metòd transmèt enfòmasyon pwopòsyon ant de pati yo, tankou foton, atòm, elektwon, ak sikui supèrkonduktif. Dapre rechèch, teleportasyon pèmèt QC yo kouri nan paralèl pandan y ap itilize mwens elektrisite bese itilizasyon pouvwa pa 100 a 1000 fwa.
Distenksyon ant teleportasyon pwopòsyon ak kriptografi pwopòsyon se jan sa a:
- Echanj teleportasyon pwopòsyon Sou yon kanal klasik, yo voye enfòmasyon "pwopòsyon".
- Echanj nan kriptografi pwopòsyon Sou yon kanal pwopòsyon, yo voye enfòmasyon "klasik".
Bezwen pouvwa a nan òdinatè pwopòsyon jenere chalè, ki se yon defi paske yo dwe opere nan tanperati ki ba sa yo. Teleportasyon gen potansyèl pou mennen nan solisyon konsepsyon ki pral akselere devlopman nan informatique pwopòsyon.
3. Sistèm Byolojik
Kò imen an, tankou tout bèt, toujou ap chanje akòz entèraksyon dè milyon de pwosesis chimik ak byolojik. Jiska dènyèman, yo te sipoze lineyè, ak "A" ki mennen nan "B." Sepandan, byoloji pwopòsyon ak byofizik te dekouvri yon gwo kantite koerans andedan sistèm byolojik, ak QE jwe yon wòl.
Fason divès kalite sou-inite yo estrikti pwoteyin yo chaje ansanm se devlope pou pèmèt pou kenbe pwopòsyon entanglement ak koerans. Biyoloji kwantik se toujou yon sijè teyorik ak divès enkyetid san repons; lè yo adrese yo, aplikasyon nan medikaman yo ap vin de pli zan pli vizib.
Enfòmatik kwantik, nan teyori, ka pi byen sanble ak lanati (pa similye lyezon atomik) ak sistèm byolojik pwopòsyon pase òdinatè klasik.
4. Superdense kodaj
Kodaj Superdense se metòd pou transmèt de moso enfòmasyon konvansyonèl lè l sèvi avèk yon sèl qubit konplitché. Kòd ki super-dans kapab:
- Pèmèt itilizatè a voye mwatye nan sa ki nesesè pou rekonstwi yon mesaj klasik davans, sa ki pèmèt itilizatè a kominike nan doub vitès la jiskaske qubits yo pre-livre fini.
- Kapasite yon chanèl pwopòsyon de-fason nan yon direksyon double.
- Konvèti latansi gwo latansi nan latansi ki ba lè w transmèt mwatye done yo sou chanèl ki gen gwo latans pou sipòte done ki vini sou chanèl ki ba latansi yo.
Chak jenerasyon kominikasyon te mande pou plis transfè done. Yon benefis konparab nan enfòmasyon yo pral posib ak kodaj superdense.
konklizyon
Entanglement kwantik ka pèmèt nou travay ak done nan fason ki te deja inimajinabl. Lè nou entegre enfòmatik pwopòsyon ak entanglement, nou pral kapab reponn pwoblèm ki mande yon kantite masiv done nan yon fason ki pi efikas ak an sekirite.
Avèk plis aplikasyon byolojik ak astwonomik, QE ta ka itilize pou reponn pwoblèm lèzòm te reflete depi lontan: ki kote nou soti ak ki jan tout bagay te kòmanse?
Plis teknoloji avanse, se plis n ap jwenn aplikasyon pou li—li gen anpil pwomès!
Kite yon Reply