डिजिटल रूपान्तरणले संसारलाई पहिले भन्दा छिटो परिवर्तन गर्दैछ। अचम्मको गति र शक्तिको साथ अवस्थित मोडेलहरूलाई रूपान्तरण गर्न सक्षम टेक्नोलोजीको अर्को नयाँ लहरको आसन्न आगमनसँगै डिजिटल युगको मुख्य अवधारणाहरूको बारेमा सिक्नु अझ महत्त्वपूर्ण हुनेछ: क्वान्टम कम्प्युटिङ।
यस लेखमा, हामी परम्परागत कम्प्युटिङ र क्वान्टम कम्प्युटिङको आधारभूत अवधारणाहरू तुलना गर्छौं, र विभिन्न क्षेत्रमा तिनीहरूको अनुप्रयोग अन्वेषण गर्न थाल्छौं।
क्वान्टम गुणहरू के हुन्?
इतिहासमा, मानवले प्रविधिको विकास गरेको छ किनभने तिनीहरूले विज्ञानको माध्यमबाट प्रकृतिको कार्यहरू बुझेका छन्। 1900 र 1930 को बीचमा, केहि भौतिक घटनाहरूको अध्ययन जुन अझै राम्रोसँग बुझ्न सकिएको थिएन, यसले नयाँ भौतिक सिद्धान्तलाई जन्म दियो: क्वान्टम मेकानिक्स। यस सिद्धान्तले माइक्रोस्कोपिक संसार, अणुहरू, परमाणुहरू र इलेक्ट्रोनहरूको प्राकृतिक वासस्थानको कार्यहरू वर्णन र व्याख्या गर्दछ।
यसले यी घटनाहरूलाई व्याख्या गर्न मात्र सक्षम भएको छैन, तर यसले यो बुझ्न पनि सम्भव बनाएको छ कि उपपरमाणविक वास्तविकता पूर्ण रूपमा काउन्टर-इन्ट्युटिभ, लगभग जादुई तरिकामा काम गर्दछ, र घटनाहरू सूक्ष्म संसारमा हुन्छन् जुन घटनाहरू घट्दैनन्। म्याक्रोस्कोपिक संसार।
यी क्वान्टम गुणहरूमा क्वान्टम सुपरपोजिसन, क्वान्टम एन्टेन्गलमेन्ट, र क्वान्टम टेलिपोर्टेशन समावेश छ।
- क्वान्टम सुपरपोजिसन एउटा कण एकै समयमा विभिन्न अवस्थाहरूमा कसरी हुन सक्छ भनेर वर्णन गर्दछ।
- क्वान्टम उलझन दुइटा कणहरूलाई कसरी "अन्तरग्रस्त" अवस्थामा ल्याउन सकिन्छ र त्यस पछि, तिनीहरूको भौतिक दूरीको बाबजुद पनि लगभग एकैसाथ प्रतिक्रिया दिन्छ भनेर वर्णन गर्दछ। अर्को शब्दमा, तिनीहरूले चाहेको रूपमा टाढा राख्न सकिन्छ, र, एकसँग अन्तरक्रिया गर्दा, अर्कोले त्यही अन्तरक्रियामा प्रतिक्रिया दिन्छ।
- क्वांटम टेलिभिजन अन्तरिक्ष मार्फत यात्रा गर्न आवश्यक बिना अन्तरिक्षमा एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा जानकारी पठाउन क्वान्टम उलझन प्रयोग गर्दछ।
क्वान्टम कम्प्युटिङ उपपरमाणविक प्रकृतिको यी क्वान्टम गुणहरूमा आधारित छ।
यस अवस्थामा, क्वान्टम मेकानिक्स मार्फत माइक्रोस्कोपिक संसारको आजको बुझाइले हामीलाई मानिसहरूको जीवनमा सुधार गर्न सक्षम प्रविधिहरू आविष्कार र डिजाइन गर्न अनुमति दिन्छ। त्यहाँ धेरै फरक प्रविधिहरू छन् जसले क्वान्टम घटनाहरू प्रयोग गर्दछ, र तिनीहरूमध्ये केही, जस्तै लेजरहरू वा चुम्बकीय अनुनाद इमेजिङ (MRI), लगभग आधा शताब्दी भन्दा बढी भइसकेका छन्।
क्वान्टम कम्प्युटिङ के हो?
क्वान्टम कम्प्युटरहरूले कसरी काम गर्छ भन्ने कुरा बुझ्नको लागि, हामीले हरेक दिन प्रयोग गर्ने कम्प्युटरहरू, जसलाई यस लेखमा डिजिटल वा क्लासिकल कम्प्युटरहरू भनेर उल्लेख गरिएको छ, त्यसले कसरी काम गर्छ भनेर वर्णन गर्नु उपयोगी हुन्छ। यी, अन्य सबै इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू जस्तै ट्याब्लेट वा मोबाइल फोनहरू, मेमोरीको आधारभूत एकाइहरूको रूपमा बिटहरू प्रयोग गर्छन्। यसको मतलब प्रोग्रामहरू र अनुप्रयोगहरू बिटहरूमा इन्कोड गरिएका छन्, अर्थात् शून्य र एकको बाइनरी भाषामा।
प्रत्येक पटक हामीले यी कुनै पनि उपकरणहरूसँग अन्तर्क्रिया गर्छौं, उदाहरणका लागि किबोर्डमा कुञ्जी थिचेर, शून्यका स्ट्रिङहरू, र कम्प्युटर भित्र सिर्जना, नष्ट र/वा परिमार्जन हुन्छन्।
चाखलाग्दो प्रश्न यो छ, कम्प्युटर भित्र भौतिक रूपमा यी शून्यहरू के हुन्? बिट्सको शून्य र एक अवस्था विद्युतीय प्रवाहसँग मेल खान्छ, वा होइन, ट्रान्जिस्टर भनिने माइक्रोस्कोपिक भागहरू मार्फत, जसले स्विचको रूपमा काम गर्दछ। जब कुनै विद्युत प्रवाह हुँदैन, ट्रान्जिस्टर "अफ" हुन्छ र बिट ० सँग मेल खान्छ, र जब यो प्रवाह हुन्छ, यो "अन" हुन्छ र बिट १ सँग मेल खान्छ।
अझ सरल रूपमा, यो बिट्स ० र १ प्वालसँग मिल्दोजुल्दो छ, त्यसैले खाली प्वाल अलिकति ० हुन्छ र इलेक्ट्रोनले ओगटेको प्वाल अलिकति १ हुन्छ। अब हामीसँग आजका कम्प्युटरहरूले कसरी काम गर्छ भन्ने बारे एक विचार छ। , क्वान्टम कम्प्युटरले कसरी काम गर्छ भनेर बुझ्ने प्रयास गरौं।
बिट्स देखि क्यूबिट्स सम्म
क्वान्टम कम्प्युटिङमा जानकारीको आधारभूत एकाइ क्वान्टम बिट वा क्विट हो। क्यूबिटहरू, परिभाषाद्वारा, दुई-स्तरको क्वान्टम प्रणालीहरू हुन् जुन, बिटहरू जस्तै, निम्न स्तरमा हुन सक्छ, जुन ० को रूपमा परिभाषित कम उत्तेजना वा ऊर्जाको अवस्थासँग मेल खान्छ; वा उच्च स्तरमा, जुन उच्च उत्तेजनाको अवस्थासँग मेल खान्छ वा 0 को रूपमा परिभाषित गरिएको छ।
यद्यपि, र यहाँ शास्त्रीय कम्प्युटिङको आधारभूत भिन्नता छ, क्यूबिटहरू ० र १ बीचको मध्यवर्ती अवस्थाहरू मध्ये कुनै पनि हुन सक्छ, जस्तै आधा ० र आधा १, वा ० को तीन चौथाई र एक चौथाई। को 0. यो घटनालाई क्वान्टम सुपरपोजिसन भनिन्छ र क्वान्टम प्रणालीहरूमा प्राकृतिक छ।
क्वान्टम एल्गोरिदम: तीव्र रूपमा अधिक शक्तिशाली र कुशल कम्प्युटिङ
क्वान्टम कम्प्यूटरहरूको उद्देश्य क्वान्टम प्रणालीहरूको रूपमा क्वान्टम प्रणालीहरूको रूपमा, सुपरपोजिसन र एन्टङ्गलमेन्ट प्रयोग गर्ने क्वान्टम एल्गोरिदमहरू चलाउन सक्षम हुनको लागि क्यूबिट्सका यी क्वान्टम गुणहरूको फाइदा उठाउनु हो।
यो औंल्याउन महत्त्वपूर्ण छ कि वास्तविक प्रतिमान परिवर्तनले डिजिटल वा क्लासिकल कम्प्युटरहरू - हालले गर्ने कामहरू समावेश गर्दैन, तर धेरै लेखहरूले गल्तीले दाबी गरेझैं छिटो, तर क्वान्टम एल्गोरिदमले निश्चित कार्यहरू गर्न अनुमति दिन्छ। पूर्ण रूपमा फरक तरिकामा प्रदर्शन; त्यो प्रायः अधिक कुशल हुन्छ - त्यो हो, धेरै कम समयमा वा धेरै कम कम्प्युटेसनल स्रोतहरू प्रयोग गरेर।
यसले के बुझाउँछ भन्ने ठोस उदाहरण हेरौं। हामी स्यान फ्रान्सिस्कोमा छौं भन्ने कल्पना गरौं र त्यहाँ पुग्नका लागि लाखौं विकल्पहरूमध्ये न्यूयोर्क जाने उत्तम मार्ग कुन हो भनेर जान्न चाहन्छौं (N=1,000,000)। इष्टतम मार्ग पत्ता लगाउन कम्प्यूटरहरू प्रयोग गर्न सक्षम हुन, हामीले 1,000,000 विकल्पहरू डिजिटाइज गर्न आवश्यक छ, जसले तिनीहरूलाई क्लासिकल कम्प्युटरको लागि बिट भाषामा र क्वान्टम कम्प्युटरको लागि क्विटहरूमा अनुवाद गर्ने संकेत गर्दछ।
जबकि एक क्लासिकल कम्प्युटरले इच्छित एक नभेटेसम्म सबै मार्गहरू एक-एक गरेर जान आवश्यक हुन्छ, क्वान्टम कम्प्युटरले क्वान्टम समानान्तर भनिने प्रक्रियाको फाइदा लिन्छ जसले यसलाई अनिवार्य रूपमा सबै मार्गहरू एकैचोटि विचार गर्न अनुमति दिन्छ। यसले प्रयोग गरेको स्रोतहरूको अप्टिमाइजेसनको कारणले, क्वान्टम कम्प्युटरले शास्त्रीय कम्प्युटरभन्दा धेरै छिटो इष्टतम मार्ग फेला पार्ने संकेत गर्छ।
कम्प्यूटेशनल क्षमतामा भिन्नताहरू बुझ्नको लागि, n qubits को साथ हामी 2 को साथ सम्भव हुने बराबर गर्न सक्छौं।n बिट्स। यो अक्सर भनिन्छ कि लगभग 2 संग70 qubits तपाईसँग क्वान्टम कम्प्युटरमा धेरै आधार अवस्थाहरू हुन सक्छन् - क्यारेक्टरहरूको धेरै फरक र एकसाथ स्ट्रिङहरू - ब्रह्माण्डमा परमाणुहरूको संख्या भन्दा, जुन लगभग 2 हुन अनुमान गरिएको छ।80। अर्को उदाहरण यो अनुमान गरिएको छ कि 2000 र 2500 qubits को बीचको क्वान्टम कम्प्युटरको साथ तपाईले आज प्रयोग गरिएका सबै क्रिप्टोग्राफीलाई (सार्वजनिक कुञ्जी क्रिप्टोग्राफी भनिन्छ) तोड्न सक्नुहुन्छ।
जहाँसम्म क्रिप्टोग्राफी जान्छ, त्यहाँ प्रयोग गर्नका लागि धेरै फाइदाहरू छन् क्वांटम कम्प्यूटिंग। यदि दुई प्रणालीहरू विशुद्ध रूपमा अलमलिएका छन्, यसको मतलब तिनीहरू एकअर्कासँग सहसंबद्ध छन् (अर्थात्, जब एउटा परिवर्तन हुन्छ, अर्को पनि परिवर्तन हुन्छ) र कुनै तेस्रो पक्षले यो सहसंबंध साझा गर्दैन।
Takeaway
हामी डिजिटल रूपान्तरणको समयमा छौं जहाँ विभिन्न उदीयमान प्रविधिहरू जस्तै ब्लकचेन, आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्स, ड्रोन, इन्टरनेट अफ थिंग्स, भर्चुअल रियालिटी, 5G, थ्रीडी प्रिन्टर, रोबोट वा स्वायत्त वाहन धेरै क्षेत्र र क्षेत्रहरूमा बढ्दो रूपमा उपस्थित छन्।
विकासको गति र सामाजिक प्रभाव उत्पन्न गरेर मानव जीवनको गुणस्तर सुधार गर्न सेट गरिएका यी प्रविधिहरू अहिले समानान्तर रूपमा अगाडि बढिरहेका छन्। हामीले विरलै मात्र कम्पनीहरूले यी दुई वा बढी प्रविधिहरू, जस्तै ब्लकचेन र IoT वा ड्रोन र कृत्रिम बुद्धि.
जबकि तिनीहरू अभिसरण गर्न र यसरी द्रुत रूपमा ठूलो प्रभाव उत्पन्न गर्न गन्तव्यमा छन्, तिनीहरू विकासको प्रारम्भिक चरणमा छन् र विकासकर्ताहरू र प्राविधिक पृष्ठभूमि भएका मानिसहरूको अभावको अर्थ अभिसरणहरू अझै बाँकी रहेको कार्य हो।
तिनीहरूको विघटनकारी सम्भाव्यताको कारण, क्वान्टम प्रविधिहरू यी सबै नयाँ प्रविधिहरूसँग मात्र नभई तिनीहरूको लगभग सबैमा व्यापक प्रभाव पार्ने अपेक्षा गरिन्छ। क्वान्टम कम्प्युटि। साइबर सुरक्षा वा ब्लकचेन जस्ता क्रिप्टोग्राफीले थप सान्दर्भिक भूमिका खेल्ने प्रविधिहरूमा बढी प्रभाव पार्दै डाटाको प्रमाणीकरण, आदानप्रदान र सुरक्षित भण्डारणलाई धम्की दिनेछ।
जवाफ छाड्नुस्