Bab lan Paragraf[Singidaken][Tampilake]
Komputasi kuantum minangka teknologi novel sing nggunakake fisika kuantum kanggo ngatasi masalah sing ngluwihi kemampuan komputer tradisional.
Akeh perusahaan saiki nyoba nggawe hardware kuantum nyata kasedhiya kanggo puluhan ewu pangembang, alat sing mung diimpiake para ilmuwan udakara telung puluh taun kepungkur.
Akibaté, insinyur kita kerep nggunakake komputer kuantum superkonduktor sing saya kuat, nggawa kita nyedhaki kacepetan lan kapasitas komputasi kuantum sing perlu kanggo ngowahi donya.
Ing kirim iki, kita bakal nliti kanthi luwih rinci komputasi kuantum lan alat lan kerangka kerja sing cocog, uga ing endi bakal ana ing 2022.
Apa Quantum Computing?
Superkomputer kasebut dibangun kanthi prinsip superposisi lan entanglement, yaiku rong aspek fisika kuantum. Komputer kuantum saiki bisa nindakake tugas kanthi tarif sing luwih cepet tinimbang komputer tradisional nalika nggunakake energi sing luwih murah.
Ing taun 1980-an, area komputasi kuantum muncul. Banjur dicethakaké algoritma kuantum luwih efisien tinimbang sing padha karo konvensional kanggo ngrampungake tugas komputer tartamtu.
Komputasi kuantum minangka disiplin ilmu komputer sing fokus marang kemajuan teknologi komputer adhedhasar konsep teori kuantum. Iki ndadekake kemampuan luar biasa partikel subatomik kanggo ana ing sawetara negara bebarengan, kayata 0 lan 1. Padha bisa ngolah data luwih akeh tinimbang komputer biasa.
Status kuantum saka item digunakake kanggo nggawe qubit ing operasi komputasi kuantum. Qubits minangka unit data dhasar komputasi kuantum. Ing komputasi kuantum, padha nindakake tugas sing padha karo bit ing komputasi biasa, nanging tumindake beda.
Bit tradisional minangka binar lan mung bisa njaga posisi 0 utawa 1, dene qubit bisa nyakup superposisi kabeh negara sing bisa.
Frameworks paling apik kanggo Quantum Computing
1. Circq
Cirq dibangun dening tim Quantum AI Google. Iki digunakake kanggo ngrancang lan nambah sirkuit kuantum sing banjur diuji ing komputer kuantum lan simulator. Cirq pancen apik banget amarga nawakake simulator pangembangan sing meh padha karo sing katon ing urip nyata.
Iki nuduhake manawa perpustakaan bisa mlaku liwat rincian hardware ing sekitar NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) supaya kita bisa yakin manawa algoritma utawa sirkuit bisa ditindakake ing komputer kuantum nyata sawise rampung.
Akibaté, potensial bisa dimanfaatake kanggo nggawe sirkuit kuantum adaptif lan bisa disebarake. Uga nduweni fitur interoperabilitas. Piranti lunak sing ngimpor lan ngekspor sirkuit kuantum lan simulasi, contone.
A framework kanggo program komputer kuantum sing open-source. Cirq iku a Python paket piranti lunak sing ngidini sampeyan nggawe, ngapusi, lan ngoptimalake sirkuit kuantum sadurunge nglakokake ing komputer lan simulator kuantum.
Cirq minangka abstraksi sing efisien kanggo ngatasi komputer kuantum skala menengah sing rame saiki, ing ngendi syarat hardware penting kanggo entuk asil sing canggih.
fitur
- Saka gerbang sing digunakake ing qubit, sampeyan bisa sinau babagan ngrancang sirkuit kuantum. Sinau babagan Moment lan kepiye taktik selipan bisa mbantu sampeyan nggawe sirkuit sing cocog. Sinau carane irisan lan dadu sirkuit kanggo nggawe sirkuit anyar lan apik.
- Watesan teknologi duwe pengaruh sing signifikan babagan apa sirkuit bisa ditindakake ing hardware kontemporer. Sinau babagan program Layanan Komputasi Kuantum Google lan carane nggawe piranti kanggo ngatasi watesan kasebut.
- Loro-lorone fungsi gelombang lan matriks kapadhetan duwe simulator sing dibangun ing Cirq. Monte Carlo utawa simulasi matriks kapadhetan lengkap bisa digunakake kanggo ngatasi saluran kuantum sing rame.
- Kanggo nglakokake tes ing prosesor kuantum Google, Cirq kolaborasi karo Layanan Komputasi Kuantum.
2. ProyekQ
ETH Zurich nggawe ProjectQ, arsitektur piranti lunak komputasi kuantum open-source. Iku menehi kuwat lan langsung sintaksis kanggo pangguna nggawe aplikasi kuantum ing Python. ProjectQ banjur bisa ngonversi skrip iki dadi wangun back-end, apa simulator komputer klasik utawa prosesor kuantum.
ProjectQ banjur bisa ngowahi aplikasi kasebut dadi back-end apa wae, kayata simulator komputer klasik utawa prosesor kuantum, kayata platform Pengalaman Kuantum IBM.
fitur
- IT iku tingkat dhuwur programming language kanggo program kuantum.
- Nduwe kompiler modular lan adaptif.
- Uga nawakake sawetara backends hardware lan software.
- Pustaka komputer kuantum (FermiLib) kanggo ngrampungake masalah fermionik
- Chip IBM Quantum Experience, piranti AQT, AWS Braket, lan piranti sing disedhiyakake layanan IonQ kabeh bisa digunakake kanggo mbukak algoritma kuantum.
- Ing tingkat abstraksi sing luwih dhuwur, program kuantum bisa ditiru (contone, niru tumindak oracle gedhe tinimbang dikompilasi menyang gerbang tingkat rendah)
- Ing komputer klasik, program kuantum bisa disimulasikan.
3. Tensoflow Quantum
Kerangka Python TensorFlow Quantum (TFQ) kanggo kuantum learning machine. TFQ minangka kerangka aplikasi TensorFlow sing ngidini peneliti algoritma kuantum lan pembelajaran mesin nggunakake kerangka komputasi kuantum Google langsung saka TensorFlow.
TensorFlow Quantum minangka program sing fokus ing data kuantum lan nggawe model hibrida kuantum-klasik. Iki nggabungake teknik lan logika komputasi kuantum sing dirancang Cirq karo API TensorFlow, uga simulator sirkuit kuantum kanthi kinerja dhuwur.
Kerangka TFQ bisa digunakake kanggo mbukak model tradisional lan hibrida, kayata Quantum CNN (QCNN). Akibaté, TFQ bisa digunakake kanggo masalah apa wae sing sadurunge ora bisa dijawab nggunakake pendekatan tradisional. Kanggo njawab masalah ing donya nyata tartamtu, miwiti karo TFQ kanggo nggawe model hibrida kuantum utawa kuantum-klasik.
fitur
- Peneliti bisa nggunakake TFQ kanggo nggawe tensor nggunakake set data kuantum, model kuantum, lan parameter kontrol konvensional ing jaringan komputasi tunggal.
- Tensor digunakake kanggo nyimpen data kuantum (array multi-dimensi angka). Saben tensor data kuantum diterangake minangka sirkuit kuantum Cirq sing nggawe data kuantum kanthi cepet.
- Panaliti bisa nggunakake Cirq kanggo prototipe kuantum jaringan saraf sing bakal dilebokake ing grafik komputasi TensorFlow mengko.
- Kapasitas kanggo nglatih lan nglakokake akeh sirkuit kuantum kanthi bebarengan minangka fitur utama TensorFlow Quantum.
4. Percevel
Perceval minangka kerangka open-source kanggo pemrograman komputer kuantum fotonik sing dikembangake dening Perceval, bisnis Prancis sing fokus ing mbangun komputer kuantum generasi anyar adhedhasar manipulasi cahya.
Perceval nawakake alat kanggo nyusun sirkuit saka komponen optik linear, nemtokake sumber foton siji, manipulasi negara Fock, simulasi kuantum, reproduksi makalah eksperimen sing diterbitake, lan nyobi karo algoritma kuantum generasi anyar liwat Python API berorientasi obyek sing prasaja.
Tujuane yaiku dadi alat pendamping kanggo mbangun sirkuit fotonik kuantum - kanggo simulasi lan nyaring desaine, modeling prilaku becik lan nyata, lan nawakake antarmuka standar kanggo ngontrol liwat konsep backends.
Punika optimized kanggo operate ing desktop lokal, karo akeh dandan kanggo kluster HPC, lan menehi akses menyang backends canggih kanggo simulasi numerik lan simbolis saka algoritma kuantum ing sirkuit photonic.
Sampeyan uga bisa nggunakake akeh komponen prefabricated kanggo nggawe algoritma lan sirkuit optik linear rumit. Perpustakaan algoritma sing kondhang bisa diakses, uga pelajaran babagan cara nggunakake.
Sampeyan uga bisa nggunakake sawetara baris kode kanggo nglakokake eksperimen kanggo nyempurnakake algoritma, mbandhingake karo data eksperimen, lan nggawe ulang publikasi sing diterbitake.
fitur
- Arsitèktur siji-saka-a-kind khusus kanggo optik linear lan komputasi kuantum fotonik
- Proyek kasebut minangka proyek sumber terbuka kanthi arsitektur modular sing nampa kontribusi komunitas.
- Nggunakake perpustakaan ageng komponen prefabricated, nggawe algoritma lan sirkuit optik linear rumit. Perpustakaan algoritma sing kondhang bisa diakses, uga pelajaran babagan cara nggunakake.
- Eksperimen karo algoritma kanggo nyempurnakake, mbandhingake karo data eksperimen, lan nyalin publikasi sing ana ing sawetara baris kode.
- Kanggo niru algoritma kuantum ing sirkuit fotonik, gunakake backend sing canggih. Perceval dirancang kanggo mbukak ing desktop lokal babagan kinerja numerik lan simbolis, kanthi akeh dandan kanggo kluster HPC.
5. Qiskit
Kita ngerti yen kita ngomong babagan teknologi generasi sabanjure, IBM bakal duwe tawaran. Iku mesthi. QisKit minangka platform open-source kanggo ngembangake piranti lunak kuantum.
Qiskit minangka kerangka piranti lunak sing didanai IBM sing nggampangake pangguna sinau komputasi kuantum. Amarga komputer kuantum angel ditemokake, sampeyan bisa nggunakake panyedhiya maya kaya toolkit Qiskit IBM kanggo entuk akses menyang siji.
Iku rampung free kanggo nggunakake, lan kabeh kode punika mbukak sumber. Ana buku teks online sing mulang sampeyan kabeh dhasar fisika kuantum, sing migunani banget kanggo pamula sing ora ngerti babagan subjek kasebut.
Komputer kuantum bisa digunakake ing tingkat pulsa, sirkuit, lan modul aplikasi.
fitur
- Pangguna saka macem-macem tingkat bisa nggunakake Qiskit kanggo riset lan pangembangan aplikasi amarga dilengkapi karo koleksi lengkap gerbang kuantum lan sawetara sirkuit sing wis dibangun.
- Sampeyan bisa nggunakake Qiskit Runtime kanggo ngoordinasi aplikasi kuantum ing CPU, QPU, lan GPU adhedhasar awan, uga mbukak lan jadwal aktivitas ing prosesor kuantum sing nyata.
- Transpiler ngowahi kode Qiskit dadi sirkuit sing efisien nggunakake set gerbang asli saka backend, ngidini pangguna ngrancang prosesor utawa arsitektur kuantum kanthi input minimal.
kesimpulan
Kanggo ngringkes, komputer kuantum bisa kanthi cepet nembus teknik enkripsi saiki ing wektu sing cendhak, dene superkomputer paling gedhe sing bisa diakses saiki butuh pirang-pirang taun.
Senadyan kasunyatan manawa komputer kuantum bakal bisa ngrusak akeh skema enkripsi saiki, samesthine bakal nggawe alternatif sing tahan hack. Komputer kuantum apik banget kanggo ngatasi masalah optimasi.
Ninggalake a Reply