ഉള്ളടക്ക പട്ടിക[മറയ്ക്കുക][കാണിക്കുക]
മുമ്പത്തേക്കാൾ വേഗത്തിൽ, ഡിജിറ്റൽ മാറ്റം മൂലം ലോകം മാറുകയാണ്.
വിസ്മയിപ്പിക്കുന്ന വേഗതയും ശക്തിയും ഉപയോഗിച്ച് നിലവിലെ മാതൃകകളെ അടിമുടി മാറ്റാൻ കഴിവുള്ള മറ്റൊരു പുത്തൻ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആസന്നമായ വരവോടെ: ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, ഡിജിറ്റൽ യുഗത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ആശയങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നത് കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു.
പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ പരിധിക്കപ്പുറമുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സ് ഉപയോഗിച്ച് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു മികച്ച സാങ്കേതികത ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ആറ്റോമിക്, സബ് ആറ്റോമിക് സ്കെയിലുകളിൽ ദ്രവ്യവും ഊർജ്ജവും എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്ത തത്വങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന ഒരു ഓപ്പൺ സോഴ്സ് ക്വാണ്ടം സോഫ്റ്റ്വെയർ ഡെവലപ്മെന്റ് കിറ്റാണ് ഐബിഎമ്മിന്റെ ക്വിസ്കിറ്റ്.
ഈ ലേഖനം ഇത് വിശദീകരിക്കാനും ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന്റെ ഒരു അവലോകനം നൽകാനും ശ്രമിക്കുന്നു.
ഒരു ഓപ്പൺ സോഴ്സ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന്റെ സഹായത്തോടെ ഞങ്ങൾ വായനക്കാരോട് വിശദീകരിക്കും SDK, അതായത്. ക്വിസ്കിറ്റ്, അവരെ ഉപയോഗിച്ച് പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുക ജൂപ്പിറ്റർ നോട്ട്ബുക്കുകൾ ഐബിഎം ക്വാണ്ടം ലാബിൽ ഹോസ്റ്റ് ചെയ്തു.
എന്താണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്?
ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിൽ നിന്നുള്ള ആശയങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് കമ്പ്യൂട്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്ന കമ്പ്യൂട്ടർ സയൻസിന്റെ ഒരു ശാഖയാണ്.
0, 1 എന്നിങ്ങനെ പല അവസ്ഥകളിലും ഒരേസമയം നിലനിൽക്കാനുള്ള ഉപാറ്റോമിക് കണങ്ങളുടെ അസാധാരണമായ ശേഷി ഇത് പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു.
സാധാരണ കമ്പ്യൂട്ടറുകളേക്കാൾ കൂടുതൽ ഡാറ്റ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാൻ അവർക്ക് കഴിയും.
ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പ്രക്രിയകളിൽ, ഒരു വസ്തുവിന്റെ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ക്വിറ്റ് നിർമ്മിക്കുന്നു. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിലെ അവശ്യ വിവരങ്ങൾ ക്വിറ്റുകളാണ്.
ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിലെ പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടിംഗിലെ ബിറ്റുകളുടെ അതേ പ്രവർത്തനം അവ നിർവഹിക്കുന്നു, പക്ഷേ അവ തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. 1980-കളിൽ ഉയർന്നുവന്ന ഒരു മേഖലയാണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്.
ചില കമ്പ്യൂട്ടർ ജോലികൾ ചെയ്യുന്നതിൽ ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതങ്ങൾ അവയുടെ ക്ലാസിക്കൽ എതിരാളികളേക്കാൾ കൂടുതൽ ഫലപ്രദമാണെന്ന് പിന്നീട് കണ്ടെത്തി.
ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിൽ നിന്നുള്ള രണ്ട് ആശയങ്ങളായ സൂപ്പർപോസിഷനും എൻടാൻഗിൾമെന്റും ഈ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ അടിത്തറയാണ്.
പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് നിലവിൽ വളരെ കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ തന്നെ വേഗത്തിലുള്ള ജോലികൾ ചെയ്യാൻ കഴിയും.
ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകളുടെ പ്രവർത്തനം പൂർണമായി മനസ്സിലാക്കാൻ നാം അത് തുടരണം. ഇനി തുടങ്ങാം.
ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ യഥാർത്ഥത്തിൽ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കും?
നമ്മൾ പരിചിതമായ പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകളെ അപേക്ഷിച്ച്, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ പ്രശ്നപരിഹാരത്തെ വ്യത്യസ്തമായി സമീപിക്കുന്നു. ചില ജോലികൾക്കായി, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ പല തരത്തിൽ പരമ്പരാഗതമായവയെക്കാൾ അഭികാമ്യമാണ്.
ഒരേസമയം നിരവധി സംസ്ഥാനങ്ങളിൽ നിലനിൽക്കാനുള്ള അവരുടെ കഴിവാണ് കാരണമെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു. മറുവശത്ത്, പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് ഒരേസമയം ഒരൊറ്റ അവസ്ഥയിൽ മാത്രമേ കഴിയൂ.
ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ മൂന്ന് പ്രധാന ആശയങ്ങൾ നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കേണ്ടതുണ്ട്:
- സൂപ്പർപോസിഷൻ.
- കുരുക്ക്.
- ഇടപെടൽ.
സൂപ്പർപോസിഷൻ
പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങളാണ് ബിറ്റുകൾ. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റുകളാണ് ക്വാണ്ടം ബിറ്റുകൾ അഥവാ ക്യുബിറ്റുകൾ.
അടിസ്ഥാനപരമായി, ക്വാണ്ടം ബിറ്റുകൾ വ്യത്യസ്തമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഒരു ബൈനറി ബിറ്റ്, ചിലപ്പോൾ പരമ്പരാഗത ബിറ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് 0 അല്ലെങ്കിൽ 1 ആകാം.
ബിറ്റിന്റെ നിലവിലെ അവസ്ഥ അളക്കുമ്പോൾ നമുക്ക് തിരികെ ലഭിക്കും. ക്യൂബിറ്റുകൾ ഇതിന് ഒരു അപവാദമാണ്. ക്യൂബിറ്റുകളെ ത്രിമാനത്തിൽ ചൂണ്ടുന്ന അമ്പുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യാം.
മുകളിലേക്ക് ചൂണ്ടുകയാണെങ്കിൽ അവ 0 അവസ്ഥയിലാണ്. താഴേക്ക് ചൂണ്ടുകയാണെങ്കിൽ അവ 1 അവസ്ഥയിലാണ്. ക്ലാസിക്കൽ ബിറ്റുകളുടെ കാര്യവും ഇതുതന്നെയാണ്.
എന്നിരുന്നാലും, അവർക്ക് ഒരു സൂപ്പർപോസിഷൻ അവസ്ഥയിൽ ആയിരിക്കാനും തിരഞ്ഞെടുക്കാം.
ഒരു അമ്പ് മറ്റേതെങ്കിലും ദിശയിലേക്ക് ചൂണ്ടുന്ന അവസ്ഥയിലാണ്. 0, 1 എന്നിവയുടെ സൂപ്പർപോസിഷൻ ഈ അവസ്ഥയിൽ കലാശിക്കുന്നു. ഒരു ക്യുബിറ്റ് അളക്കുമ്പോൾ അതിന്റെ ഫലമായി 1 അല്ലെങ്കിൽ ഒരു 0 ഉത്പാദിപ്പിക്കും.
എന്നിരുന്നാലും, അമ്പടയാളത്തിന്റെ ഓറിയന്റേഷൻ പ്രസക്തമായ ഒരു സംഭാവ്യത നിർണ്ണയിക്കുന്നു.
അമ്പടയാളം പ്രാഥമികമായി താഴേക്ക് ചൂണ്ടിക്കാണിച്ചാൽ 1-ഉം പ്രാഥമികമായി മുകളിലേക്ക് ചൂണ്ടുകയാണെങ്കിൽ 0-ഉം ലഭിക്കാനുള്ള സാധ്യത കൂടുതലാണ്.
അമ്പടയാളം മധ്യത്തിലാണെങ്കിൽ നിങ്ങൾക്ക് ഓരോന്നിനും വിജയിക്കാനുള്ള 50% സാധ്യതയുണ്ട്. ചുരുക്കത്തിൽ, അത് സൂപ്പർപോസിഷൻ ആണ്.
സങ്കീർണ്ണത
ഒരു പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറിലെ ബിറ്റുകൾ പരസ്പരം സ്വതന്ത്രമാണ്. ഒരു ബിറ്റിന്റെ അവസ്ഥയ്ക്ക് മറ്റേ ബിറ്റിന്റെ അവസ്ഥയിൽ യാതൊരു സ്വാധീനവുമില്ല.
ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകളിലെ ക്യുബിറ്റുകൾ പരസ്പരം കുടുങ്ങിയേക്കാം. അവ ഒരു വലിയ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയിലേക്ക് ലയിക്കുന്നു എന്നാണ് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.
ചിത്രീകരണത്തിനായി, വിവിധ സൂപ്പർപോസിഷൻ അവസ്ഥകളിലുള്ളതും എന്നാൽ ഇതുവരെ കുടുങ്ങിയിട്ടില്ലാത്തതുമായ രണ്ട് ക്വിറ്റുകൾ പരിഗണിക്കുക. ഈ സമയത്ത്, അവരുടെ സംഭാവ്യത പരസ്പരം ആശ്രയിക്കുന്നില്ല.
നമ്മൾ അവയെ കെണിയിലാക്കുമ്പോൾ, ആ സ്വതന്ത്രമായ സാധ്യതകളെ തള്ളിക്കളയുകയും നമുക്ക് രക്ഷപ്പെടാൻ കഴിയുന്ന എല്ലാ ഇതര സംസ്ഥാനങ്ങളുടെയും സാധ്യതകൾ നിർണ്ണയിക്കുകയും വേണം, അതായത്, 00, 01, 10, 11.
ഒരു ക്യുബിറ്റിലെ അമ്പടയാളത്തിന്റെ ദിശ മാറുകയാണെങ്കിൽ, മുഴുവൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെയും പ്രോബബിലിറ്റി ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ മാറും, കാരണം ക്വിറ്റുകൾ കുടുങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
ക്വിറ്റുകളുടെ പരസ്പര സ്വാതന്ത്ര്യം നഷ്ടപ്പെട്ടു. അവ ഓരോന്നും ഒരേ വലിപ്പമുള്ള അവസ്ഥയുടെ ഘടകമാണ്. എത്ര ക്യുബിറ്റുകൾ ഉണ്ടായാലും ഇതുതന്നെയാണ് സ്ഥിതി.
n ക്വിറ്റുകളുള്ള ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന് 2n അവസ്ഥകളുടെ സംയോജനം സാധ്യമാണ്.
നിങ്ങൾക്ക് രണ്ട് സംസ്ഥാനങ്ങളിൽ പ്രോബബിലിറ്റി ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ഉണ്ട്, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ക്വിറ്റിന്. രണ്ട് ക്യുബിറ്റുകൾക്കും മറ്റും നിങ്ങൾക്ക് നാല് സംസ്ഥാനങ്ങളിൽ പ്രോബബിലിറ്റി ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ഉണ്ട്. ക്ലാസിക്കൽ, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം ഇതാണ്.
നിങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്ന ഏത് അവസ്ഥയിലും നിങ്ങൾക്ക് ക്ലാസിക് കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും, എന്നാൽ ഒരു സമയം ഒന്ന് മാത്രം. ഈ അവസ്ഥകളെല്ലാം ഒരു സൂപ്പർപോസിഷൻ എന്ന നിലയിൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ ഒരേസമയം നിലനിൽക്കും.
എല്ലാ സംസ്ഥാനങ്ങളിലും ഒരേസമയം ആയിരിക്കുന്നതിൽ നിന്ന് കമ്പ്യൂട്ടറിന് എങ്ങനെ പ്രയോജനം ലഭിക്കും? ഇടപെടലിന്റെ അവസാന ഘടകം ഈ ഘട്ടത്തിൽ പ്രവേശിക്കുന്നു.
ഇടപെടൽ
ഒരു ക്വിറ്റിന്റെ അവസ്ഥ വിവരിക്കാൻ ഒരു ക്വാണ്ടം വേവ് ഫംഗ്ഷൻ ഉപയോഗിക്കാം.
ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിലെ എല്ലാറ്റിന്റെയും അടിസ്ഥാന ഗണിത വിവരണം വേവ് ഫംഗ്ഷനുകൾ വഴിയാണ് നൽകുന്നത്.
അനേകം ക്യുബിറ്റുകൾ കുടുങ്ങിയപ്പോൾ, അവയുടെ വ്യക്തിഗത തരംഗ പ്രവർത്തനങ്ങൾ കൂടിച്ചേർന്ന് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള അവസ്ഥയെ വിവരിക്കുന്ന ഒരൊറ്റ തരംഗ ഫംഗ്ഷൻ രൂപപ്പെടുന്നു.
ഈ തരംഗ പ്രവർത്തനങ്ങളെ ഒരുമിച്ച് ചേർക്കുന്നതിന്റെ ഫലമാണ് ഇടപെടൽ. തരംഗങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് ചേർക്കുമ്പോൾ, അവ ക്രിയാത്മകമായി സംവദിക്കുകയും സംയോജിച്ച് ഒരു വലിയ തരംഗമുണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യും, ജലത്തിന്റെ അലകൾ പോലെ.
പരസ്പരം പ്രതിരോധിക്കാൻ വിനാശകരമായ രീതിയിൽ ഇടപെടാനും അവർക്ക് കഴിയും. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള വേവ് ഫംഗ്ഷനാണ് വിവിധ സംസ്ഥാനങ്ങളുടെ വൈവിധ്യമാർന്ന സംഭാവ്യത നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.
വിവിധ ക്യുബിറ്റുകളുടെ അവസ്ഥകൾ മാറ്റിക്കൊണ്ട് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ അളക്കുമ്പോൾ ചില അവസ്ഥകൾ ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യത നമുക്ക് മാറ്റാം.
ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന് ഒരേസമയം നിരവധി സൂപ്പർപോസിഷനുകളിൽ നിലനിൽക്കാമെങ്കിലും, അളവുകൾ ആ അവസ്ഥകളിലൊന്ന് മാത്രമേ വെളിപ്പെടുത്തൂ.
അതിനാൽ, ഒരു കണക്കുകൂട്ടൽ ജോലി പൂർത്തിയാക്കാൻ ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ശരിയായ ഉത്തരം ലഭിക്കാനുള്ള സാധ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ക്രിയാത്മകമായ ഇടപെടൽ ആവശ്യമാണ്, തെറ്റായ ഒന്ന് ലഭിക്കാനുള്ള സാധ്യത കുറയ്ക്കുന്നതിന് വിനാശകരമായ ഇടപെടൽ ആവശ്യമാണ്.
ഇനി നമുക്ക് ക്വിസ്കിറ്റിൽ നിന്ന് തുടങ്ങാം.
എന്താണ് ക്വിസ്കിറ്റ്?
ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് മേഖലയിലേക്ക് ആർക്കും പ്രവേശിക്കുന്നത് എളുപ്പമാക്കുന്നതിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത IBM- ധനസഹായമുള്ള സോഫ്റ്റ്വെയർ ചട്ടക്കൂടാണ് Qiskit.
ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ ലഭിക്കാൻ പ്രയാസമുള്ളതിനാൽ, അവരുടെ Qiskit ടൂൾബോക്സ് ഉപയോഗിച്ച് IBM പോലുള്ള ക്ലൗഡ് പ്രൊവൈഡർ വഴി നിങ്ങൾക്ക് ഒരെണ്ണം ലഭിക്കും.
ഇത് സൗജന്യമായി ലഭ്യമാണ്, അതിന്റെ എല്ലാ കോഡുകളും ഓപ്പൺ സോഴ്സ്.
ഒരു ഉണ്ട് ഓൺലൈൻ പാഠപുസ്തകം അത് നിങ്ങളെ ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിന്റെ എല്ലാ അടിസ്ഥാനകാര്യങ്ങളും പഠിപ്പിക്കുന്നു, ഈ വിഷയവുമായി പരിചയമില്ലാത്തവർക്ക് ഇത് വളരെ ഉപയോഗപ്രദമാണ്. Qiskit ടൂൾകിറ്റ് വികസിപ്പിക്കാൻ പൈത്തൺ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
അതിനാൽ, നിങ്ങൾക്ക് പൈത്തൺ പ്രോഗ്രാമിംഗ് ഭാഷ പരിചിതമാണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് ധാരാളം കോഡുകൾ തിരിച്ചറിയാനാകും.
സോഫ്റ്റ്വെയർ ചട്ടക്കൂട് ആഗ്രഹിക്കുന്നവർക്ക് അനുയോജ്യമാണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിനെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുക പ്രായോഗിക അനുഭവം നേടുമ്പോൾ.
ക്വിസ്കിറ്റിന്റെ ഏറ്റവും അടിസ്ഥാനപരമായ വശം അത് രണ്ട് ഘട്ടങ്ങളിലായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതാണ്. ഒരു ഘട്ടം നിർമ്മാണ ഘട്ടമാണ്, അതിൽ ഞങ്ങൾ നിരവധി ക്വാണ്ടം സർക്യൂട്ടുകൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ ആ സർക്യൂട്ടുകൾ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
തുടർന്ന്, നിർമ്മാണ ഘട്ടം പൂർത്തിയാക്കിയ ശേഷം അല്ലെങ്കിൽ പരിഹാരത്തിൽ എത്തിയ ശേഷം, ഞങ്ങൾ അടുത്ത ഘട്ടത്തിലേക്ക് പോകുന്നു, അത് എക്സിക്യൂട്ട് സ്റ്റേജ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു, അതിൽ ഞങ്ങളുടെ ബിൽഡ് അല്ലെങ്കിൽ സൊല്യൂഷൻ വിവിധ ബാക്കെൻഡുകളിൽ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു (സ്റ്റേറ്റ് വെക്റ്റർ ബാക്കെൻഡ്, യൂണിറ്ററി ബാക്കെൻഡ്, ഓപ്പൺ. ASM ബാക്കെൻഡ്), റൺ പൂർത്തിയാക്കിയ ശേഷം, ആവശ്യമുള്ള ഔട്ട്പുട്ടിനായി ഞങ്ങൾ ബിൽഡിലെ ഡാറ്റ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു.
ക്വിസ്കിറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് ആരംഭിക്കുന്നു
നിങ്ങളുടെ പേഴ്സണൽ കമ്പ്യൂട്ടറിലോ IBM ഹോസ്റ്റ് ചെയ്യുന്ന Jupyter നോട്ട്ബുക്കിലോ, നിങ്ങൾക്കത് പ്രാദേശികമായി ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഒരു വിൻഡോസ് കമ്പ്യൂട്ടറിൽ പ്രാദേശികമായി ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ ഇനിപ്പറയുന്ന കോഡ് എഴുതുക:
IBM-ന്റെ ക്വാണ്ടം ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങളെ പ്രാപ്തമാക്കുന്ന API ടോക്കൺ ആക്സസ് ചെയ്യുന്നതിന് ഞങ്ങൾ ഇവിടെ രജിസ്റ്റർ ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്, തുടർന്ന് ഞങ്ങൾക്ക് കമ്പനിയുടെ വെബ്സൈറ്റിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങാം. ഓൺലൈനിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ക്വിസ്കിറ്റ്-ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്ത ജൂപ്പിറ്റർ നോട്ട്ബുക്ക് ഉപയോഗിച്ച് ഇത് ചെയ്യുന്നത് നിങ്ങൾക്ക് സങ്കൽപ്പിക്കാൻ കഴിയും.
പേജിന്റെ മുകളിൽ വലത് കോണിലുള്ള മെനുവിൽ നിന്ന് നിങ്ങളുടെ പ്രൊഫൈൽ തിരഞ്ഞെടുത്ത് അക്കൗണ്ട് വിവരങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുത്ത് നിങ്ങൾക്ക് ഇത് ആക്സസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. *** എന്ന രൂപത്തിൽ API ടോക്കണുകളിലെ വിഭാഗത്തിന് കീഴിൽ നിങ്ങളുടെ API ടോക്കൺ കണ്ടെത്താനാകും. ഇത് പകർത്തിയ ശേഷം ഇനിപ്പറയുന്ന കോഡിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു:
ഈ കോഡ് എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്തുകഴിഞ്ഞാൽ, നിങ്ങളുടെ API ടോക്കൺ നിങ്ങളുടെ കമ്പ്യൂട്ടറിൽ സംരക്ഷിക്കപ്പെടും, ഇത് IBM-ന്റെ ക്വാണ്ടം ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാൻ നിങ്ങളെ പ്രാപ്തരാക്കും. അത്തരമൊരു ഉപകരണത്തിലേക്ക് നിങ്ങൾക്ക് ആക്സസ് ഉണ്ടോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ ഇനിപ്പറയുന്നവ നൽകുക:
മേൽപ്പറഞ്ഞ കോഡ് പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, നിങ്ങളുടെ കമ്പ്യൂട്ടറിൽ മാത്രമല്ല, ബിൽറ്റ്-ഇൻ ക്വാണ്ടം സർക്യൂട്ടുകൾ ഐബിഎമ്മിന്റെ ക്വാണ്ടം ഉപകരണങ്ങളിലേക്ക് അയച്ച് ഫലങ്ങൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിലൂടെയും നിങ്ങൾക്ക് കോഡ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.
അതിനാൽ, സർക്യൂട്ട് ലൈബ്രറി ഉപയോഗിച്ച്, നമുക്ക് നമ്മുടെ ആദ്യത്തെ ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം വികസിപ്പിക്കാൻ തുടങ്ങാം. ഞങ്ങളുടെ പ്രോജക്റ്റിലേക്ക് Qiskit-ൽ നിന്ന് ആവശ്യമായ ഡിപൻഡൻസികൾ ഇറക്കുമതി ചെയ്തുകൊണ്ടാണ് ഞങ്ങൾ ആരംഭിക്കുന്നത്.
തുടർന്ന് ഞങ്ങൾ രണ്ട്-ക്വിറ്റ് ക്വാണ്ടം രജിസ്റ്ററും രണ്ട്-ബിറ്റ് പരമ്പരാഗത രജിസ്റ്ററും നിർമ്മിക്കുന്നു.
അതിനാൽ ഇപ്പോൾ നമുക്ക് ഒരു ക്ലാസിക്കലും ക്വാണ്ടം രജിസ്റ്ററും സ്ഥാപിച്ചിട്ടുണ്ട്. അവ രണ്ടും ഉപയോഗിച്ച്, നമുക്ക് സർക്യൂട്ട് നിർമ്മിക്കാം, സർക്യൂട്ടിന്റെ പരിഷ്ക്കരണത്തിലുടനീളം എപ്പോൾ വേണമെങ്കിലും, ക്വാണ്ടം സർക്യൂട്ട് എങ്ങനെയായിരിക്കുമെന്ന് നിങ്ങൾക്ക് വരയ്ക്കണമെങ്കിൽ, ഇനിപ്പറയുന്ന കോഡ് എഴുതുക:
സർക്യൂട്ട് രണ്ട് ക്വാണ്ടം ബിറ്റുകളും രണ്ട് ക്ലാസിക്കൽ ബിറ്റുകളും ഉൾക്കൊള്ളുന്നുവെന്ന് ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് നമുക്ക് കാണാൻ കഴിയും.
അത് പോലെ, ഈ സർക്യൂട്ടിന് ഗേറ്റുകൾ ഇല്ല, അത് താൽപ്പര്യമില്ലാത്തതാക്കുന്നു. ഇനി നമുക്ക് ക്വാണ്ടം ഗേറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സർക്യൂട്ട് നിർമ്മിക്കാം. ക്ലാസിക്കൽ പോലെ ലോജിക് ഗേറ്റുകൾ (AND, OR ഗേറ്റുകൾ) സാധാരണ ഡിജിറ്റൽ സർക്യൂട്ടുകൾക്കുള്ളതാണ്, ക്വാണ്ടം ഗേറ്റുകൾ ക്വാണ്ടം സർക്യൂട്ടുകളുടെ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങളാണ്.
ആദ്യ ക്യുബിറ്റിലേക്ക് ഹഡമർഡ് ഗേറ്റ് പ്രയോഗിക്കുന്നത് എൻടാൻഗിൽമെന്റ് സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള ആദ്യപടിയാണ്. തുടർന്ന്, ഇനിപ്പറയുന്ന കോഡ് ഉപയോഗിച്ച്, ഞങ്ങൾ രണ്ട്-ക്വിറ്റ് നിയന്ത്രിത x പ്രവർത്തനം ചേർക്കും:
ഇപ്പോൾ ഈ രണ്ട് ഓപ്പറേറ്റർമാരും നമ്മുടെ ക്വാണ്ടം സർക്യൂട്ട് നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നു, ക്വാണ്ടം ബിറ്റുകൾ (ക്വിറ്റുകൾ) അളക്കാനും ആ അളവുകൾ എടുക്കാനും ക്ലാസിക്കൽ ബിറ്റുകളിൽ സൂക്ഷിക്കാനുമുള്ള സമയമാണിത്. അത് നേടുന്നതിന് ആവശ്യമായ കോഡ് സൃഷ്ടിക്കാം:
ചുവടെയുള്ള ഡയഗ്രം ഞങ്ങളുടെ സർക്യൂട്ടിന്റെ ലേഔട്ട് ചിത്രീകരിക്കുന്നു:
പിന്നീട് ഒരു പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടർ സിമുലേറ്ററിൽ സർക്യൂട്ട് പ്രവർത്തിപ്പിക്കണം. സർക്യൂട്ട് പൂർത്തിയായി. ആ വധശിക്ഷയുടെ ഫലങ്ങൾ പരിശോധിക്കുക.
ആ സർക്യൂട്ട് നടത്തുമ്പോൾ ലഭിക്കുന്ന വിവരങ്ങൾ റിസൾട്ട് വേരിയബിളിൽ സംഭരിക്കുന്നു. ഒരു പ്ലോട്ട് ഹിസ്റ്റോഗ്രാം ഉപയോഗിച്ച് ഈ ഫലങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിക്കാം.
നമ്മുടെ ക്വാണ്ടം സർക്യൂട്ട് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുമ്പോൾ അതാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. 00, 11 എന്നീ സംഖ്യകൾക്ക് ഏകദേശം 50% സാധ്യതകൾ ലഭിക്കും. നിങ്ങളുടെ പ്രാരംഭ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സർക്യൂട്ട് നിർമ്മിച്ചു. അഭിനന്ദനങ്ങൾ!
ക്വിസ്കിറ്റ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന്റെ പ്രയോഗങ്ങൾ
കിസ്കിറ്റ് ഫിനാൻസ്
പ്രദർശനാത്മക ഉപകരണങ്ങളുടെയും ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെയും ഒരു ശേഖരം ക്വിസ്കിറ്റ് ഫിനാൻസ് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. പോർട്ട്ഫോളിയോ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനായുള്ള ഐസിംഗ് വിവർത്തകർ, യഥാർത്ഥമോ ക്രമരഹിതമോ ആയ ഡാറ്റയ്ക്കായുള്ള ഡാറ്റ വിതരണക്കാർ, വിവിധ സാമ്പത്തിക ഓപ്ഷനുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ക്രെഡിറ്റ് റിസ്ക് അസസ്മെന്റുകൾ എന്നിവയുടെ വിലനിർണ്ണയത്തിനുള്ള നടപ്പാക്കലുകൾ എന്നിവ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
കിസ്കിറ്റ് പ്രകൃതി
പോലുള്ള അപ്ലിക്കേഷനുകൾ പ്രോട്ടീൻ മടക്കുകളും ഇലക്ട്രോണിക്/വൈബ്രോണിക് ഘടനയും ആവേശഭരിതവും ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റേറ്റുകൾക്കുമുള്ള കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ക്വിസ്കിറ്റ് നേച്ചർ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.
ക്ലാസിക്കൽ കോഡുകൾ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് ആവശ്യമായ വ്യത്യസ്ത പ്രാതിനിധ്യങ്ങളിലേക്ക് സ്വയമേവ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനും ആവശ്യമായ എല്ലാ ഭാഗങ്ങളും ഇത് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.
കിസ്കിറ്റ് മെഷീൻ ലേണിംഗ്
ക്വാണ്ടം മെഷീൻ ലേണിംഗ് റിഗ്രഷൻ, ക്ലാസിഫിക്കേഷൻ തുടങ്ങിയ വിവിധ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ അവ ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതികൾ, ക്വിസ്കിറ്റ് മെഷീൻ ലേണിംഗും അടിസ്ഥാന ക്വാണ്ടം കേർണലുകളും ക്വാണ്ടം ന്യൂറൽ നെറ്റ്വർക്കുകളും (ക്യുഎൻഎൻ) ബിൽഡിംഗ് ബ്ലോക്കുകളായി നൽകുന്നു.
ക്ലാസിക്കൽ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടം മൂലകങ്ങളെ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനായി QNN-കളെ PyTorch-ലേക്ക് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതും ഇത് പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.
ക്വിസ്കിറ്റ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ
ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ പ്രശ്നങ്ങളുടെ ഉയർന്ന തലത്തിലുള്ള മോഡലിംഗ്, ആവശ്യമായ വിവിധ പ്രാതിനിധ്യങ്ങളിലേക്ക് പ്രശ്നങ്ങളുടെ സ്വയമേവയുള്ള വിവർത്തനം, ലളിതമായ ക്വാണ്ടം ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ രീതികളുടെ ഒരു ശേഖരം എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ സേവനങ്ങളുടെ മുഴുവൻ സ്പെക്ട്രവും Qiskit ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.
തീരുമാനം
ഉപസംഹാരമായി, ഇപ്പോൾ ലഭ്യമായ ഏറ്റവും വേഗതയേറിയ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറിന് വർഷങ്ങളെടുക്കുമ്പോൾ, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് നിലവിലെ എൻക്രിപ്ഷൻ രീതികൾ വേഗത്തിൽ തകർക്കാൻ കഴിയും.
ഇന്ന് ഉപയോഗിക്കുന്ന പല എൻക്രിപ്ഷൻ ടെക്നിക്കുകളും തകർക്കാൻ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് കഴിയുമെന്ന വസ്തുത ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, അവ ഹാക്ക് പ്രൂഫ് പകരക്കാരെ സൃഷ്ടിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
പ്രശ്നങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക എന്നത് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ ഒരു ശക്തിയാണ്. കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾക്ക്, ദയവായി Qiskit സന്ദർശിക്കുക സാമൂഹികം.
നിങ്ങളുടെ അഭിപ്രായങ്ങൾ രേഖപ്പെടുത്തുക