Fizahan-takelaka[Afeno][Aseho]
Ny computing quantum dia manodina angon-drakitra amin'ny alàlan'ny fitsipiky ny mekanika quantum. Vokatr'izany, ny computing quantum dia mitaky fomba hafa noho ny computing klasika. Ny processeur ampiasaina amin'ny ordinatera quantum dia ohatra iray amin'ity fanavahana ity.
Raha ny ordinatera nentim-paharazana dia mampiasa processeur mifototra amin'ny silisiôma, ny ordinatera quantum dia mampiasa rafitra quantum toy ny atôma, ion, photon, na elektronika. Mampiasa endri-javatra quantum izy ireo mba hanehoana bitika izay mety ho noforonina amin'ny superpositions quantum isan-karazany amin'ny 1 sy 0.
Noho izany, inona marina no dikan'ny teny hoe "quantum" amin'ity toe-javatra ity? Fiakarana lehibe ve izany?
Ny teny hoe quantum dia avy amin’ny teny latinina hoe quantum, izay midika hoe “habeny”. Izy io dia 'habetsan'ny angovo mitovitovy amin'ny haben'ny taratra asehony' amin'ny fizika. Ny discrete dia ilazana zavatra tsy mitohy na miavaka. Ny quantum dia manondro vola tokana na manan-danja amin'io heviny io.
Inona no atao hoe computing quantum?
Quantum computing dia mampiasa fomba algebra hananganana algorithm ho an'ny kajy, izay matetika mitovy na mitovy amin'ny ampiasaina amin'ny fizika quantum. Ny mekanika quantum kosa dia manondro ny teoria fizika fototra izay mitsoraka ao anatin'ny fanazavana ny toetra ara-batana amin'ny haben'ny atôma sy ny singa subatomika.
A solosaina kuantum Noho izany dia solosaina hypothetical afaka mampihatra algorithms toy izany. Vokatr'izany, ny ordinatera quantum dia mifototra amin'ny bitika quantum, fantatra ihany koa amin'ny hoe qubits, izay mety ho noforonina avy amin'ny elektronika tokana.
Ny fitaovana quantum dia mandeha araka ny fitsipiky ny mekanika quantum, mampiasa ny hevitra toy ny kajy probabilistika, superposition, ary fisafotofotoana. Ireo hevitra ireo no fototry ny algorithm quantum, izay mampiasa ny fahaizan'ny ordinatera quantum hamahana olana sarotra.
Ato amin'ity lahatsoratra ity dia hiresaka momba izay rehetra tokony ho fantatrao momba ny quantum entanglement aho.
Inona no atao hoe quantum entanglement?
Ny fikorontanan'ny quantum dia mitranga rehefa mifamatotra akaiky ny rafitra roa ka ny fahafantarana ny iray dia manome anao fahalalana eo no ho eo ny iray hafa, na dia lavitra aza izy ireo.
Very hevitra ny mpahay siansa toa an'i Einstein tamin'ity trangan-javatra ity, izay nantsoiny hoe "hetsika mampatahotra any lavitra" satria nandika ny fitsipika fa tsy misy fampahalalana azo alefa haingana kokoa noho ny hafainganan'ny hazavana. Fanandramana fanampiny amin'ny fampiasana fotona sy elektronika, na izany aza, dia nanamarina ny fikorontanana.
Ny entanglement dia vato fehizoron'ny computing quantum. Ny fikorontanan'ny quantum amin'ny fizika dia manondro fifandraisana mafy orina eo amin'ny singa quantum. Mafy tokoa io fifandraisana io ka azo ampifandraisina tsy azo ihodivirana ny singa roa na maromaro rehefa misaraka amin'ny halavirana goavana.
Mba hahatakarana bebe kokoa an'izany dia diniho ny fampitahana tsotra izay tsy mifandray amin'ny fizika na informatika. Diniho izay hitranga raha tsy iray, fa vola madinika roa no atsipy. Amin'ny ankapobeny, na ny farantsa iray mipetaka amin'ny loha na ny rambony dia tsy misy fiantraikany amin'ny vokatry ny fitorahana vola faharoa.
Na izany aza, amin'ny trangan'ny fikorontanana dia mifamatotra na mifamatotra ny tapany roa, na misaraka ara-batana. Amin'ity tranga ity, raha misy farantsa iray mipetaka amin'ny loha, ny vola faharoa dia hampiseho loha ihany koa, ary ny mifamadika amin'izany.
Fahatakarana ny fikorontanan'ny quantum (miaraka amin'ny ohatra)
Ny fifandirana amin'ny quantum dia toe-javatra iray izay misy rafitra roa (matetika elektrôna na photon) mifamatotra akaiky ka ny fahazoana fampahalalana momba ny "fanjakana" an'ny rafitra iray (ny lalan'ny fihodinan'ny elektronika, lazao hoe "Miakatra") dia hanome fahalalana eo no ho eo momba ny rafitra hafa. “Etat” (ny fizotry ny fihodinan'ny electron faharoa, lazao hoe “Midina”) na inona na inona elanelana misy ireo rafitra ireo.
Ny andian-teny hoe "eo no ho eo" sy "na manao ahoana na manao ahoana ny elanelan'izy ireo" dia manan-danja. Nanahiran-tsaina ny mpahay siansa toa an'i Einstein io tranga io, satria tsy voafaritra ny fanjakana raha tsy refesina, ary ny fampitana vaovao dia manohitra ny fitsipiky ny fizika klasika fa tsy azo entina haingana kokoa noho ny hafainganan'ny hazavana ny fampahalalana.
Na izany aza, voaporofo fa mampiasa fotona sy elektrôna ny fifandonana nanomboka tamin'ny taona 1980, noho ny fikarohana sy fitsapana izay nanomboka tamin'ny taona 1980.
Ny singa subatomika roa (elektron) dia azo amboarina mba ho faritana amin'ny asan'ny onja tokana. Mety ho tratra amin'ny fomba iray ny fanitsakitsahana amin'ny alalan'ny famelana ny ampahany amin'ny ray aman-dreny tsy misy fihodinana aotra ho simba ho poti-vavy roa mifamatotra miaraka amin'ny fihodinana mitovy nefa mifanohitra.
Raha toa ka tsy mifandray na inona na inona ny singa roa vavy, dia hitovy foana ny fiasan'ny onjan'izy ireo ary hifanohitra na dia mifanalavitra aza izy ireo. Nanapa-kevitra ny mpahay siansa tamin'ny alalan'ny fitsapana fa tsy nisy fiatraikany tamin'ny fampahalalam-baovao ny fotoanan'ny fifanjevoana.
Fa kosa, ny fampahalalana dia alefa any amin'ny ampahany hafa amin'ny hafainganam-pandeha haingana kokoa noho ny hafainganan'ny hazavana raha tsy rehefa refesina ny mombamomba ny singa iray.
Vokatr'izany dia mikoriana amin'io hafainganam-pandeha io ny vaovao. Saingy tsy manan-kery amin'izany izahay - io tsy fahampian'ny fanaraha-maso io dia mametra ny fampiasana ny Quantum Entanglement, toy ny fandefasana hafatra na fampahalalana hafa haingana kokoa noho ny hafainganan'ny hazavana.
Inona no anjara asan'ny entanglement amin'ny computing quantum?
Ny fanovana ny toetry ny qubit voafandrika dia manova avy hatrany ny toetry ny qubit miaraka amin'ny solosaina quantum. Vokatr'izany, ny entanglement dia manafaingana ny hafainganam-pandehan'ny ordinatera quantum.
Satria ny fanodinana qubit iray dia manambara fampahalalana momba ny qubits maro, ny fampitomboana avo roa heny ny isan'ny qubits dia tsy voatery hampitombo ny isan'ny dingana (izany hoe, ny qubits voafandrika).
Ny fikorontanan'ny quantum, araka ny fanadihadiana, dia takiana amin'ny algorithm quantum mba hanafainganana haingana kokoa noho ny kajy klasika.
Fampiharana fanodinkodinana amin'ny computing quantum
Fampiharana maromaro no afaka mandray soa avy amin'io toetra ara-batana tokana io, izay hanova ny ankehitriny sy ny hoavintsika. Ny encryption quantum, ny coding superdense, ny fifindrana haingana kokoa noho ny hazavana, ary na ny teleportation aza dia mety ho azon'ny entanglement avokoa.
Ny solosaina quantum dia afaka miatrika ny fotoana sy ny fanodinana ireo fanamby mahery vaika amin'ny indostria isan-karazany, ao anatin'izany ny vola sy ny banky.
Ny fikorontanan'ny quantum dia tranga iray izay mety hanampy ny solosaina toy izany amin'ny fampihenana ny fotoana sy ny herin'ny fanodinana ilaina amin'ny fikorianan'ny data eo anelanelan'ny qubits.
1. Quantum Cryptography
Ao amin'ny kriptografika klasika, ny mpandefa dia manidy ny hafatra amin'ny fanalahidy iray, raha ny mpandray kosa dia mamadika azy amin'ny fanalahidy iombonana. Na izany aza, misy atahorana ny hahazoan'ny antoko fahatelo fahalalana momba ny fanalahidy ary afaka manakana sy manimba ny kriptografika.
Ny famoronana fantsona azo antoka eo amin'ny roa tonta no vato fehizoron'ny kriptografika tsy mety vaky. Mety hiteraka izany ny fikorontanana. Satria mifamatotra ny rafitra roa dia mifamatotra izy ireo (rehefa miova ny iray, dia miova koa ny iray hafa), ary tsy misy antoko fahatelo hizara izany fifandraisana izany.
Ny kriptografika quantum koa dia mahazo tombony amin'ny tsy misy kloning, izay midika fa tsy azo atao ny mamorona kopia mitovy amin'ny fanjakana tsy fantatra. Vokatr'izany dia tsy azo atao ny mamerina ny angon-drakitra voakodia amin'ny fanjakana quantum.
Miaraka amin'ny fizarana key quantum tsy azo tsinontsinoavina, efa tanteraka ny cryptography quantum (QKD). QKD dia mampiasa foton-polarized kisendrasendra hampita vaovao momba ny fanalahidy. Ny mpandray dia mamadika ny fanalahidy amin'ny alàlan'ny sivana polarizing sy ny teknika ampiasaina amin'ny encryption ny hafatra.
Ny angon-drakitra miafina dia mbola afindra amin'ny alàlan'ny zotram-pifandraisana mahazatra, fa ny lakile quantum marina ihany no afaka mamadika ny hafatra. Satria ny "mamaky" ny foton'ny polarized dia manova ny toerany, ny fihainoana rehetra dia mampitandrina ny mpampita hafatra amin'ny fidirana.
Ny teknôlôjia QKD dia voafehin'ny tariby fibre optique amin'izao fotoana izao, izay afaka mandefa fotona manodidina ny 100km alohan'ny hanjary reraka loatra ka tsy azo raisina. Tamin'ny taona 2004, ny famindrana banky QKD voalohany dia nitranga tany Aotrisy.
Ny fanaovana antoka fa ny fampitana ny fifandraisana tsy tapaka sy tsy azo tsapain-tanana izay azo antoka fa azo antoka mifototra amin'ny foto-kevitra ara-batana dia miharihary eo amin'ny sehatry ny fitantanam-bola, ny banky, ny miaramila, ny fitsaboana ary ny sehatra hafa. Orinasa maromaro izao no mampiasa QKD voasaringotra.
2. Teleportation Quantum
Ny teleportation quantum koa dia fomba fampitana vaovao momba ny quantum eo amin'ny andaniny roa, toy ny photons, atoma, electron, ary superconducting circuits. Araka ny fikarohana, ny teleportation dia ahafahan'ny QCs mandeha mifanandrify nefa mampiasa herinaratra kely kokoa mampihena ny fampiasana herinaratra in-100 hatramin'ny 1000.
Ny fanavahana ny teleportation quantum sy ny cryptography quantum dia toy izao manaraka izao:
- Fifanakalozan'ny teleportation quantum Amin'ny fantsona mahazatra dia alefa ny fampahalalana "quantum".
- Fifanakalozan'ny cryptography quantum Amin'ny fantsona quantum dia alefa ny fampahalalana "klasika".
Ny filàna herinaratra amin'ny solosaina quantum dia miteraka hafanana, izay fanamby raha tsy maintsy miasa amin'ny hafanana ambany toy izany izy ireo. Ny teleportation dia mety hitarika amin'ny vahaolana famolavolana izay hanafaingana ny fivoaran'ny computing quantum.
3. Rafitra biolojika
Ny vatan'olombelona, toy ny zavaboary rehetra, dia miova tsy an-kijanona noho ny fifandraisan'ireo dingana simika sy biolojika an-tapitrisany. Hatramin'ny vao haingana, noheverina ho linear izy ireo, miaraka amin'ny "A" mankany amin'ny "B." Na izany aza, ny biolojia quantum sy ny biofizika dia nahitana firindrana be dia be ao anatin'ny rafitra biolojika, ary ny QE dia manana anjara toerana.
Ny fomba isan-karazany subunits ny rafitra proteinina novolena dia novolavolaina mba hisian'ny fifandonana sy firindrana maharitra. Ny biolojia Quantum dia mbola lohahevitra ara-teorika miaraka amin'ireo olana maro tsy voavaly; Rehefa voaresaka izy ireo dia ho hita hatrany ny fampiharana amin'ny fitsaboana.
Ny computing quantum, raha ny teoria, dia mety hitovy kokoa amin'ny natiora (amin'ny fanaovana simulation fatorana atomika) sy ny rafitra biolojika quantum noho ny ordinatera mahazatra.
4. Superdense Coding
Ny kaody superdense dia ny fomba fampitana vaovao bitika roa mahazatra amin'ny fampiasana qubit tokana. Ny kaody tena matevina dia afaka:
- Mamela ny mpampiasa handefa ny antsasaky ny zavatra ilaina hanamboarana hafatra mahazatra mialoha ny fotoana, ahafahan'ny mpampiasa mifandray amin'ny hafainganam-pandeha avo roa heny mandra-pahatapitry ny qubits efa naterina mialoha.
- Ampitomboina avo roa heny ny fahafahan'ny fantsona quantum amin'ny lafiny iray.
- Ampiova ny bandwidth avo lenta ho amin'ny bandwidth ambany amin'ny alàlan'ny fandefasana ny antsasaky ny angon-drakitra amin'ny fantsona avo lenta hanohanana ny angona miditra amin'ny fantsona ambany latency.
Ny taranaka fifandraisana tsirairay dia niantso ny famindrana angon-drakitra bebe kokoa. Ny tombony azo ampitahaina amin'ny fampahalalana dia azo atao amin'ny kaody superdense.
Famaranana
Ny fikorontanan'ny quantum dia mety ahafahantsika miasa miaraka amin'ny angona amin'ny fomba tsy takatry ny saina teo aloha. Amin'ny fampifangaroana ny computing quantum amin'ny entanglement, dia ho afaka hamaly ireo olana mitaky angon-drakitra marobe amin'ny fomba mahomby sy azo antoka kokoa isika.
Miaraka amin'ny fanampiana ny fampiharana biolojika sy astronomika, ny QE dia azo ampiasaina hamaliana ireo olana efa nosaintsainin'ny olombelona hatry ny ela: avy aiza isika ary ahoana no niantombohan'izany rehetra izany?
Arakaraka ny fandrosoan'ny teknolojia no betsaka kokoa ny fampiharana ho hitantsika amin'izany — manana fampanantenana goavana izany!
Leave a Reply