Table of Contents[Veşartin][Rêdan]
Hesabkirina kuantûmê bi karanîna prensîbên mekanîka quantum daneyê pêvajoyê dike. Wekî encamek, hesabkirina quantum ji berhevoka klasîk nêzîkatiyek cûda hewce dike. Pêvajoya ku di komputerên kuantûmê de têne bikar anîn mînakek vê cûdahiyê ye.
Digel ku komputerên kevneşopî pêvajoyên bingehîn ên silicon bikar tînin, komputerên quantum pergalên quantum ên mîna atom, ion, foton, an elektron bikar tînin. Ew taybetmendiyên kuantûmê bikar tînin da ku bitsên ku dikarin di cûrbecûr serpêhatiyên kuantûmî yên 1 û 0 de werin afirandin temsîl bikin.
Ji ber vê yekê, bi rastî têgîna "quantum" di vê çarçoveyê de tê çi wateyê? Ma ew pêvek girîng e?
Peyva quantum ji peyva latînî quantum, ku tê wateya "hejmar" tê. Ew di fîzîkê de 'hejmarek veqetandî ya enerjiyê ye ku bi mezinahîya wê bi frekansa tîrêjê ya ku ew temsîl dike re ye. Veqetandî tiştekî ku ne domdar û ne jî cihêreng e vedibêje. Quantum di vê wateyê de mîqdarên yekta an girîng vedibêje.
Komputera quantum çi ye?
Hesabkirina Quantum rêbazên cebrî bikar tîne ji bo avakirina algorîtmayan ji bo hesaban, ku bi gelemperî heman an jî dişibin yên ku di fîzîka kuantûmê de têne bikar anîn. Mekanîka quantum, di serî de, teorîyek fizîkî ya bingehîn vedibêje ku di ravekirina taybetmendiyên fizîkî yên xwezayê de bi mezinahiya atom û perçeyên jêratomî vedigere.
A computer computer Ji ber vê yekê komputerek hîpotetîk e ku bikaribe algorîtmayên weha bicîh bîne. Wekî encamek, komputerên kuantûmê bi bingehîn li ser bitên quantum, ku wekî qubits jî têne zanîn, têne çêkirin, ku dibe ku ji elektronek yekane were afirandin.
Materyalên kuantûmê li gorî qaîdeyên mekanîka kuantûmê tevdigere, têgînên wekî hesabkirina îhtîmalî, superposition, û tevlihevbûn. Van ramanan wekî bingehek ji algorîtmayên kuantûmê re xizmet dikin, ku kapasîteyên komputerên quantum bikar tînin da ku pirsgirêkên tevlihev çareser bikin.
Di vê gotarê de, ez ê her tiştê ku hûn hewce ne ku di derbarê tevlihevbûna quantum de zanibin nîqaş bikim.
Tevliheviya kuantûmê çi ye?
Tevliheviya kuantumê çêdibe dema ku du pergal ew qas ji nêz ve bi hev ve girêdayî ne ku zanîna yek yek ji we re agahdariya yekser a ya din dide we, her çend ew ji hev dûr bin jî.
Zanyarên mîna Einstein ji vê diyardeyê matmayî man, ku wî jê re "çalakiyek tirsnak a ji dûr ve" bi nav kir, ji ber ku ew qaîdeya ku tu agahdarî ji leza ronahiyê zûtir nayê şandin şikand. Lêbelê, ceribandinên din ên ku foton û elektronan bikar tînin, tevlihevbûnê piştrast kirin.
Entanglement kevirê bingehîn yê komputera kuantumê ye. Tevliheviya kuantûmê di fîzîkê de têkiliyek pir xurt a di navbera pariyên kuantûmê de vedibêje. Ev girêdan ew qas xurt e ku du an jî zêdetir keriyên kuantumê dikarin bi dûr û dirêj ve ji hev bên veqetandin.
Ji bo ku hûn vê yekê bêtir fêm bikin, berhevokek hêsan a ku ne bi fîzîk an hesabkirinê ve girêdayî ye bifikirin. Bifikirin ku dê çi biqewime, ger ne yek, lê du dirav werin avêtin. Bi gelemperî, ku dravek li ser serê an dûvikan bikeve, bandorek hindik li ser encama avêtina pereyê duyemîn heye.
Lêbelê, di mijara tevlihevbûnê de, her du beş bi hev ve girêdayî ne an jî tevlihev in, bêyî ku ew bi fîzîkî veqetandî ne. Di vê rewşê de, ger dravek li ser serê xwe bikeve, pereyê duyemîn jî dê serê xwe nîşan bide, û berevajî.
Têgihîştina tevlîheviya kuantûmê (bi nimûne)
Tevliheviya quantumê bi rastî rewşek e ku tê de du pergal (bi gelemperî elektron an foton) ew qas ji nêz ve bi hev ve girêdayî ne ku bidestxistina agahdariya li ser "rewşa" pergalê (rastiya spina elektronê, bêje "Her") dê zanyariyek tavilê li ser pergala din bide. "dewlet" (arasteya spinê ya elektrona duyemîn, bêje "Down") bêyî ku ev pergal çiqas ji hev dûr in.
Peyvên "tevil" û "bêyî ku ew çiqas ji hev dûr in" girîng in. Vê diyardeyê zanyarên mîna Einstein matmayî dihêle, ji ber ku dewlet heya ku neyê pîvandin nayê pênase kirin, û veguheztina agahdarî qaîdeya fizîkî ya klasîk ku agahdarî ji leza ronahiyê zûtir nayê hilgirtin, red dike.
Lêbelê, bi saya lêkolîn û ceribandina ku di salên 1980-an de dest pê kir, tevlihevî ji 1980-an vir ve hem foton û hem elektronan bikar tîne.
Du pirtikên subatomî (elektron) dikarin werin hilberandin da ku ew bi fonksiyonek pêlek yekane bêne şirove kirin. Tevlihevbûn dikare bi yek rêbazê were bidest xistin bi hişt ku parçikek dêûbav bi zivirên sifir bikeve du zêrên keç ên tevlihev ên bi spinên wekhev lê berevajî.
Ger du zêrên keç bi tiştekî re têkilî nekin, fonksiyonên pêlên wan dê her çend ji hev dûr werin pîvandin wekhev û dijber bimînin. Zanyaran bi ceribandinê destnîşan kirin ku dema tevlihevbûnê ti bandorek li ser agahdarî nekiriye.
Di şûna wê de, tenê dema ku agahdariya perçeyek were pîvandin, agahdarî bi rêjeyek ji leza ronahiyê zûtir ji parça din re tê şandin.
Wekî encamek, agahdarî bi vî rengî diherike. Lê tu kontrola me li ser tune - ev nebûna kontrolê karanîna Tevliheviya Quantumê, wekî şandina peyamek an agahdariya din ji leza ronahiyê zûtir sînordar dike.
Tevlihevî di hesabkirina quantumê de çi rola dilîze?
Guhertina rewşa qubitek tevlihev di komputerên kuantumê de yekser rewşa qubitê ya hevgirtî diguherîne. Wekî encamek, tevlihevbûn leza pêvajoyê ya komputerên kuantûmê zûtir dike.
Ji ber ku hilanîna yek qubit agahdariya li ser gelek qubitan eşkere dike, ducarkirina hejmara qubitan ne hewce ye ku hejmara pêvajoyan zêde bike (ango qubitên tevlihev).
Li gorî lêkolînan, tevlîheviya kuantûmê ji bo algorîtmayek kuantûmê hewce ye ku bilezek berbiçav li ser hesabên klasîk peyda bike.
Serîlêdanên tevlihevkirinê di hesabkirina quantum de
Gelek serîlêdan dikarin ji vê taybetmendiya laşî ya yek-cûre sûd werbigirin, ku dê niha û pêşeroja me biguhezîne. Dibe ku şîfrekirina kuantum, kodkirina pirdengî, veguheztina ji ronahiyê zûtir, û tewra teleportasyon hemî ji hêla tevlihevbûnê ve werin çalak kirin.
Komputerên quantum xwedî potansiyel in ku di cûrbecûr pîşesaziyan de, di nav de darayî û banking, dem û kêşeyên zexm ên hêzdar çareser bikin.
Tevliheviya quantum diyardeyek e ku dibe ku arîkariya komputerên weha bike bi kêmkirina dem û hêza pêvajoyê ya ku ji bo birêvebirina herikîna daneyê di navbera qubitên wan de hewce dike.
1. Krîptografiya Quantum
Di krîptografiya klasîk de, şander peyamê bi yek mifteyê şîfre dike, dema ku wergir wê bi mifteya hevpar deşîfre dike. Lêbelê, xeterek heye ku aliyek sêyemîn di derbarê kilîtan de zanyariyan werbigire û bikaribe şîfrekirinê bigire û xera bike.
Afirandina kanalek ewledar di navbera her du partiyan de kevirê bingehîn e ji bo krîptografiya neşikestî. Têkilî dikare bibe sedema vê yekê. Ji ber ku her du pergal bi hev ve girêdayî ne, ew bi hevûdu re têkildar in (gava ku yek diguhere, ya din jî wisa dibe), û tu aliyek sêyemîn dê vê pêwendiyê parve neke.
Krîptografiya kuantumê jî ji ne-klonkirinê sûd werdigire, ku tê vê wateyê ku ne gengaz e ku meriv kopiyek yekane ya rewşek kuantûmê ya nenas çêbike. Wekî encamek, ne gengaz e ku daneyên ku di rewşek quantum de kodkirî têne dubare kirin.
Bi belavkirina mifteya quantumê ya bêserûber, krîptografiya kuantumê jixwe pêk hatiye (QKD). QKD fotonên polarîzekirî yên rasthatî bikar tîne da ku agahdariya li ser mifteyê ragihîne. Wergir mifteyê bi fîlterên polarîzasyon û teknîka ku ji bo şîfrekirina peyamê tê bikar anîn deşîfre dike.
Daneyên veşartî hîn jî bi xetên ragihandinê yên standard ve têne veguheztin, lê tenê mifteya quantumê ya rastîn dikare peyamê deşîfre bike. Ji ber ku "xwendina" fotonên polarîze rewşa wan diguhezîne, her guhdarîkirina ragihandinê ji destwerdanê hişyar dike.
Teknolojiya QKD naha ji hêla kabloya fiber optîk ve tê asteng kirin, ku dikare fotonek bi qasî 100 km radest bike berî ku ew pir qels bibe ku neyê wergirtin. Di 2004 de, yekem veguheztina banka QKD ya tevlihev li Avusturya pêk hat.
Pê bawer kirin ku veguheztina danûstendinên neşikestî û tewra-delîl ên ku li ser bingeha prensîbên laşî ewledar in, di darayî, banking, leşkerî, bijîjkî û sektorên din de serîlêdanên eşkere hene. Gelek karsazî nuha QKD-ya tevlihev bikar tînin.
2. Teleportation Quantum
Teleportasyona kuantumî di heman demê de rêbazek veguhestina agahdariya kuantumê ye di navbera du aliyan de, wekî foton, atom, elektron û çerxên superconducker. Li gorî lêkolînê, teleportasyon dihêle ku QC bi paralelî bixebitin dema ku kêmtir elektrîkê bikar tînin karanîna hêzê 100 û 1000 carî kêm dike.
Cûdahiya di navbera teleportasyona quantum û şîfrekirina kuantum de wiha ye:
- Danûstandinên teleportasyona kuantûmê Li ser kanalek klasîk, agahdariya "quantum" tê şandin.
- Danûstandinên krîptografiya kuantûmê Li ser kanalek kuantumê, agahdariya "klasîk" tê şandin.
Pêdiviyên hêzê yên komputerên kuantûmê germê çêdikin, ku ev pirsgirêkek e ku ji ber ku divê ew di germahiyên wusa kêm de bixebitin. Teleportation xwedan potansiyel e ku rê li çareseriyên sêwiranê bigire ku dê pêşkeftina hesabkirina quantum bileztir bike.
3. Sîstema Biyolojîk
Laşê mirov, mîna hemû mexlûqan, ji ber pêwendiya bi mîlyonan pêvajoyên kîmyewî û biyolojîkî, her tim diguhere. Heya vê dawiyê, ew wekî xêzik dihatin hesibandin, ku "A" ber bi "B" ve diçe. Lêbelê, biyolojiya quantum û biyofizîk di hundurê pergalên biyolojîkî de pir hevrêziyek vekiriye, digel ku QE rolek dilîze.
Awayê ku yekîneyên cihêreng ên strukturên proteîn bi hev re têne pak kirin, têne pêşve xistin da ku rê bidin tevlihevî û hevrêziya kuantûmê ya domdar. Biyolojiya Quantum hîn jî mijarek teorîkî ye ku bi fikarên cihêreng ên bêbersiv re heye; dema ku ew werin çareser kirin, dê serîlêdanên di derman de her ku diçe xuya bibin.
Di teorîyê de, komputera kuantûmê ji komputerên klasîk çêtir dibe ku dişibihe xwezayê (bi simulkirina girêdana atomê) û pergalên biyolojîk ên quantum.
4. Kodkirina Superdense
Kodkirina Superdense rêbazek veguheztina du bit agahdariya kevneşopî ye ku bi karanîna qubitek tevlihevkirî tê bikar anîn. Koda ku pir-dûr e dikare:
- Destûrê dide bikarhêner ku nîvê tiştê ku ji bo nûavakirina peyamek klasîk berî wextê hewce dike bişîne, bihêle ku bikarhêner bi leza ducarî ragihîne heya ku qubitên pêş-radestkirî biqedin.
- Kapasîteya kanalek quantum a du-alî di yek alî de duqat dibe.
- Bi veguheztina nîvê daneyê li ser kanala dereng-derengiya bilind-dereng-biguhezînin berfê-derengiya kêm da ku piştgirî bidin daneya ku di ser kanala dereng-dereng re tê.
Her nifşek danûstendinê ji bo veguheztina daneyê bêtir bang kiriye. Di agahiyê de qezencek berawirdî dê bi kodkirina superdense gengaz be.
Xelasî
Tevliheviya kuantumê dibe ku rê bide me ku em bi daneyan bi awayên ku berê nedihatin xeyalkirin bixebitin. Bi yekkirina hesabkirina quantumê bi tevlihevbûnê re, em ê karibin bersivê bidin pirsgirêkên ku hejmareke mezin a daneyan bi rengek bikêrtir û ewledartir dixwazin.
Bi lêzêdekirina serîlêdanên biyolojîkî û astronomîkî, dibe ku QE ji bo bersivdana mijarên ku mirov demek dirêj li ser dihizirin were bikar anîn: em ji ku hatine û hemî çawa dest pê kir?
Her ku teknolojiyek pir pêşde diçe, em ê ji bo wê bêtir serlêdanan bibînin - ew soza pir mezin heye!
Leave a Reply