Ny computing quantum dia teknolojia vaovao izay mampiasa fizika quantum mba hamahana ireo olana izay tsy vitan'ny ordinatera mahazatra.
Orinasa maro izao no manandrana manamboatra fitaovana tena izy ho an'ny mpamorona an'aliny, fitaovana izay nofinofin'ny mpahay siansa telopolo taona lasa izay.
Vokatr'izany, matetika ny injenierantsika dia mampiasa solosaina quantum superconducting mahery vaika kokoa, mitondra antsika hanakaiky kokoa ny hafainganam-pandehan'ny computing quantum sy ny fahafaha-manao ilaina hanovana an'izao tontolo izao.
Ato amin'ity lahatsoratra ity dia hojerentsika akaiky quantum computing ary ny fitaovana sy ny rafitra miaraka aminy, ary koa ny toerana hisy azy ireo amin'ny 2022.
Inona ny atao hoe Quantum Computing?
Ireo supercomputers ireo dia naorina amin'ny fitsipiky ny superposition sy entanglement, izay lafiny roa amin'ny fizika quantum. Ny solosaina quantum dia afaka manao asa amin'ny taham-pahafatesana haingana kokoa noho ny ordinatera mahazatra nefa mampiasa angovo kely kokoa.
Tamin'ny taona 1980 dia nipoitra ny sehatry ny computing quantum. Avy eo dia nambara fa ny algorithm quantum dia mahomby kokoa noho ny mitovy amin'izy ireo amin'ny famahana ny asa solosaina sasany.
Ny computing quantum dia taranja siansa informatika izay mifantoka amin'ny fandrosoan'ny teknolojian'ny informatika mifototra amin'ny foto-kevitra teoria quantum. Mampiasa ny fahaiza-manaon'ny singa subatomika miavaka amin'ny fisian'ny fanjakana maromaro indray mandeha izy ireo, toy ny 0 sy 1. Mahay mamadika data be lavitra noho ny ordinatera tsotra izy ireo.
Ny toetry ny quantum amin'ny singa iray dia ampiasaina hamoronana qubit amin'ny fiasan'ny computing quantum. Qubits no singa fototra amin'ny computing quantum. Ao amin'ny computing quantum dia miasa mitovy amin'ny ataon'ny bits amin'ny computing tsotra izy ireo, saingy tsy mitovy ny fitondran-tenany.
Ny bits nentim-paharazana dia mimari-droa ary tsy afaka mitazona toerana 0 na 1 fotsiny, fa ny qubits kosa dia mety ahitana superposition ny fanjakana rehetra azo atao.
Frameworks tsara indrindra ho an'ny computing Quantum
1. Circq
Cirq dia natsangan'ny ekipan'ny Google Quantum AI. Ampiasaina amin'ny famolavolana sy fanatsarana ny circuit quantum izay andrana amin'ny solosaina sy simulators quantum avy eo. Mahafinaritra ny Cirq satria manolotra simulators fampandrosoana izay mitovy amin'ny hita amin'ny tena fiainana.
Izany dia midika fa ny tranomboky dia miasa amin'ny alàlan'ny antsipirian'ny fitaovana manodidina ny NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) mba ahafahantsika mahazo antoka fa ny algorithm na ny circuit dia azo atao amin'ny solosaina tena izy rehefa vita izany.
Vokatr'izany dia mety ho trandrahana izy io mba hamoronana circuit quantum adaptive sy azo ampiasaina. Izy io koa dia manana endri-javatra interoperability. Lozisialy manafatra sy manondrana circontum quantum sy simulation ohatra.
Firafitra ho an'ny fandaharana ordinatera quantum izay open-source. Cirq dia a Python fonosana rindrambaiko izay ahafahanao mamorona, manodinkodina ary manatsara ny circuit quantum alohan'ny hanatanterahana azy amin'ny solosaina sy simulators quantum.
Cirq dia abstraction mahomby amin'ny fiatrehana ny solosaina quantum midadasika midadasika ankehitriny, izay tena ilaina ny fitakiana hardware mba hahazoana vokatra faran'izay haingana.
Toetoetra
- Avy amin'ny vavahady miasa amin'ny qubits, azonao atao ny mianatra ny fomba fandrafetana circuit quantum. Ianaro ny atao hoe Moment sy ny fomba mety hanampian'ny tetika fampidirana isan-karazany anao amin'ny fananganana ny faritra mety aminao. Ianaro ny fomba fitetezana sy dice mba hamoronana faritra vaovao sy nohatsaraina.
- Ny famerana ny teknolojia dia misy fiantraikany lehibe amin'ny hoe azo ampiharina amin'ny fitaovana ankehitriny ny faritra iray na tsia. Ianaro ny fomba fandrafetana ny Google Quantum Computing Service sy ny fomba famoronana fitaovana hamahana ireo fetra ireo.
- Samy manana simulators naorina ao amin'ny Cirq ny fiasan'ny onja sy ny matrices density. Monte Carlo na simulation matrix feno hakitroky dia azo ampiasaina hamahana ny fantsona quantum mitabataba.
- Mba hanatanterahana ny fitsapana amin'ny processeur quantum an'ny Google, Cirq dia miara-miasa amin'ny Quantum Computing Service.
2. ProjectQ
ETH Zurich dia namorona ProjectQ, rafitra rindrambaiko informatika quantum open source. Manome tanjaka sy mahitsy izany Syntaxe ho an'ny mpampiasa mamorona rindranasa quantum amin'ny Python. Ny ProjectQ dia afaka mamadika ireo script ireo amin'ny endrika back-end rehetra, na simulator ordinatera mahazatra na processeur quantum.
Ny ProjectQ dia afaka manova ireo rindranasa ireo amin'ny karazana lamosina rehetra, toy ny simulator ordinatera mahazatra na processeur quantum, toy ny sehatra IBM Quantum Experience.
Toetoetra
- IT dia avo lenta Programming language ho an'ny programa quantum.
- Izy io dia manana compiler modular sy azo ampifanarahana.
- Izy io koa dia manolotra backends hardware sy rindrambaiko maromaro.
- Tranomboky informatika quantum (FermiLib) hamahana ny olan'ny fermionic
- Ny chip IBM Quantum Experience, ny fitaovana AQT, ny AWS Braket, ary ny fitaovana omen'ny serivisy IonQ dia azo ampiasaina amin'ny fampandehanana algorithm quantum.
- Amin'ny ambaratonga ambony kokoa amin'ny abstraction, azo alaina ny programa quantum (ohatra, maka tahaka ny asan'ny oracle lehibe fa tsy manangona azy ireo ho any amin'ny vavahady ambany)
- Amin'ny ordinatera klasika dia azo atao simulation ny programa quantum.
3. Tensoflow Quantum
Ny rafitra Python TensorFlow Quantum (TFQ) dia natao ho an'ny quantum fianarana milina. Ny TFQ dia rafitra fampiharana TensorFlow izay ahafahan'ny mpikaroka algorithm quantum sy ny fianarana milina mampiasa mivantana ny rafitra informatika an'ny Google avy amin'ny TensorFlow.
TensorFlow Quantum dia programa iray mifantoka amin'ny angona quantum sy ny famoronana modely hybrid quantum-classical. Izy io dia manambatra ny teknikan'ny computing quantum novolavolain'ny Cirq sy ny lojika miaraka amin'ny TensorFlow APIs, ary koa ny simulators quantum circuit mahomby.
Ny rafitra TFQ dia azo ampiasaina hampandehanana ireo maodely nentim-paharazana sy hybrid, toy ny Quantum CNN (QCNN). Vokatr'izany, ny TFQ dia azo ampiasaina amin'ny olana rehetra izay tsy azo valiana teo aloha tamin'ny fampiasana fomba nentim-paharazana. Mba hamaliana ireo olana tena misy eto amin'izao tontolo izao dia atombohy amin'ny TFQ hamorona modely hybrid quantum na quantum-classical.
Toetoetra
- Ny mpikaroka dia afaka mampiasa TFQ hamorona tensor amin'ny alàlan'ny angon-drakitra quantum, modely quantum, ary masontsivana fanaraha-maso mahazatra amin'ny tambajotra kajy tokana.
- Ny tensors dia ampiasaina hitahirizana angon-drakitra quantum (isa maromaro maromaro). Ny tensor tsirairay amin'ny angona quantum dia nofaritana ho Cirq quantum circuit izay mamorona angona quantum amin'ny lalitra.
- Ny mpikaroka dia afaka mampiasa Cirq mba hanao prototype quantum ny tambazotran'ny fahasalamana izay hampidirina ao amin'ny tabilao kajy TensorFlow any aoriana.
- Ny fahafahana mampiofana sy manatanteraka fizaran-tany quantum maro dia singa iray lehibe amin'ny TensorFlow Quantum.
4. Percevel
Perceval dia rafitra open-source ho an'ny fandaharana ny photonic quantum computers novolavolain'i Perceval, orinasa frantsay iray mifantoka amin'ny fananganana taranaka vaovao solosaina quantum mifototra amin'ny fanodinkodinana maivana.
Perceval dia manolotra fitaovana amin'ny famoronana circuits avy amin'ny singa optika tsipika, mamaritra loharanon-fotony tokana, manodinkodina ny fanjakana Fock, manao simulation quantum, mamerina ireo taratasy andrana navoaka, ary manao fanandramana amin'ny taranaka vaovao algorithm quantum amin'ny alàlan'ny Python API tsotra.
Ny tanjony dia ny ho fitaovana mpiara-miombon'antoka amin'ny fananganana rindran-tsary photonic quantum - amin'ny fanaovana simulation sy fanatsarana ny famolavolana azy, ny fanaovana modely amin'ny fitondrantena tsara sy tena izy, ary manolotra interface manara-penitra hifehezana azy ireo amin'ny alàlan'ny fiheverana ny backends.
Namboarina tsara izy io mba hiasa amin'ny birao eo an-toerana, miaraka amin'ny fanatsarana maro ho an'ny kluster HPC, ary manome fidirana amin'ny backends saro-takarina ho an'ny simulation nomerika sy an'ohatra ny algorithm quantum amin'ny circuit photonic.
Azonao atao ihany koa ny mampiasa singa maromaro efa namboarina mba hamoronana algorithm sy circuits optika tsipika sarotra. Ny tranomboky misy algorithm malaza dia azo idirana, ary koa ny lesona momba ny fampiasana azy ireo.
Azonao atao koa ny mampiasa andalana vitsivitsy amin'ny kaody mba hanatanterahana andrana hanatsara ny algorithm, hampitahaina amin'ny angona andrana, ary hamorona indray ireo boky navoaka.
Toetoetra
- Architecture tokana natokana ho an'ny optique linear sy ny computing quantum photonic
- Ny tetikasa dia tetikasa open-source miaraka amin'ny maritrano modular izay mandray anjara amin'ny fiaraha-monina.
- Mampiasa tranomboky lehibe misy singa efa namboarina, mamorona algorithm sy circuits optika tsipika sarotra. Ny tranomboky misy algorithm malaza dia azo idirana, ary koa ny lesona momba ny fampiasana azy ireo.
- Manandrama algorithm mba hanitsiana azy ireo, ampitahao amin'ny angona andrana, ary kopia ireo boky efa misy amin'ny andalana vitsivitsy.
- Mba hanahafana ny algorithm quantum amin'ny circuit photonic, ampiasao ny backends sophisticated. Perceval dia natao hihazakazaka eo amin'ny birao eo an-toerana amin'ny lafiny fampisehoana isa sy an'ohatra, miaraka amin'ny fanatsarana maro ho an'ny kluster HPC.
5. Qiskit
Fantatsika fa raha miresaka momba ny teknolojian'ny taranaka manaraka isika dia hanana zavatra hatolotra ny IBM. Azo antoka izany. QisKit dia sehatra misokatra ho an'ny famolavolana rindrambaiko quantum.
Qiskit dia rafitra rindrambaiko vatsian'ny IBM izay manamora ny fianaran'ny mpampiasa azy quantum computing. Satria sarotra ny mahazo solosaina quantum, azonao atao ny mampiasa mpanome rahona toy ny fitaovana Qiskit an'ny IBM mba hahazoana fidirana amin'ny iray.
Maimaim-poana tanteraka ny fampiasana azy, ary ny kaody rehetra dia loharano misokatra. Misy boky fianarana an-tserasera izay mampianatra anao ny fototry ny fizika quantum, izay tena ilaina ho an'ireo vao manomboka tsy zatra ilay lohahevitra.
Ny solosaina quantum dia azo ampiasaina amin'ny haavon'ny pulses, circuits ary modules fampiharana.
Toetoetra
- Ireo mpampiasa amin'ny ambaratonga isan-karazany dia afaka mampiasa Qiskit amin'ny fikarohana sy ny fampivoarana ny fampiharana satria tonga miaraka amin'ny famoriam-bola feno vavahady sy andian-dahatsary efa vita.
- Azonao atao ny mampiasa Qiskit Runtime mba handrindrana ny rindranasa quantum amin'ny CPU, QPU ary GPU mifototra amin'ny rahona, ary koa ny fampandehanana sy ny fandaharam-potoana amin'ny processeur quantum tena izy.
- Ny transpiler dia mamadika ny code Qiskit ho faritra mahomby amin'ny fampiasana ny vavahady teratany amin'ny backend, ahafahan'ny mpampiasa mamolavola ho an'ny processeur quantum na architecture miaraka amin'ny fampidirana kely indrindra.
Famaranana
Raha fintinina, ny solosaina quantum dia afaka miditra haingana amin'ny teknikan'ny encryption amin'izao fotoana izao ao anatin'ny fotoana fohy, fa ny supercomputer lehibe indrindra azo idirana dia mila taona maro.
Na dia eo aza ny zava-misy fa ny solosaina quantum dia afaka mandika ny maro amin'ireo tetika fanafenana ankehitriny, dia antenaina fa hamolavola safidy azo antoka izy ireo. Ny solosaina quantum dia mahafinaritra amin'ny famahana ny olana momba ny fanatsarana.
Leave a Reply