පටුන[සඟවන්න][පෙන්වන්න]
ක්වොන්ටම් පරිගණනය ක්වොන්ටම් යාන්ත්ර විද්යා මූලධර්ම භාවිතා කරමින් දත්ත සකසයි. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ක්වොන්ටම් පරිගණනය සඳහා සම්භාව්ය පරිගණනයට වඩා වෙනස් ප්රවේශයක් අවශ්ය වේ. ක්වොන්ටම් පරිගණකවල භාවිතා වන ප්රොසෙසරය මෙම වෙනසට එක් උදාහරණයකි.
සාම්ප්රදායික පරිගණක සිලිකන් මත පදනම් වූ ප්රොසෙසර භාවිතා කරන අතර, ක්වොන්ටම් පරිගණක පරමාණු, අයන, ෆෝටෝන හෝ ඉලෙක්ට්රෝන වැනි ක්වොන්ටම් පද්ධති භාවිතා කරයි. 1 සහ 0 හි විවිධ ක්වොන්ටම් සුපිරි ස්ථාන වලින් නිර්මාණය කළ හැකි බිටු නියෝජනය කිරීම සඳහා ඔවුන් ක්වොන්ටම් ලක්ෂණ භාවිතා කරයි.
ඉතින්, මෙම සන්දර්භය තුළ "ක්වොන්ටම්" යන වචනයේ තේරුම කුමක්ද? එය සැලකිය යුතු පිම්මක් ද?
ක්වොන්ටම් යන පදය ව්යුත්පන්න වී ඇත්තේ "ප්රමාණය" යන අරුත ඇති ක්වොන්ටම් යන ලතින් වචනයෙනි. එය භෞතික විද්යාවේ 'එය නියෝජනය කරන විකිරණ සංඛ්යාතයට විශාලත්වයෙන් සමානුපාතික වන විවික්ත ශක්ති ප්රමාණයකි'. විවික්ත යනු අඛණ්ඩ හෝ වෙනස් නොවන දෙයකි. ක්වොන්ටම් යනු මෙම අර්ථයෙන් අද්විතීය හෝ සැලකිය යුතු ප්රමාණවලට යොමු වේ.
ක්වොන්ටම් පරිගණනය යනු කුමක්ද?
ක්වොන්ටම් පරිගණනය ගණනය කිරීම් සඳහා ඇල්ගොරිතම සෑදීම සඳහා වීජීය ක්රම භාවිතා කරයි, ඒවා බොහෝ විට ක්වොන්ටම් භෞතික විද්යාවේ භාවිතා කරන ඒවාට සමාන හෝ සමාන වේ. ක්වොන්ටම් යාන්ත්ර විද්යාව, අනෙක් අතට, පරමාණු සහ උප පරමාණුක අංශු ප්රමාණයෙන් ස්වභාවධර්මයේ භෞතික ගුණාංග පැහැදිලි කිරීමට කිමිදෙන මූලික භෞතික විද්යා න්යායකට යොමු වේ.
A ක්වොන්ටම් පරිගණකය එබැවින් එවැනි ඇල්ගොරිතම ක්රියාත්මක කිරීමට හැකියාව ඇති උපකල්පිත පරිගණකයකි. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, ක්වොන්ටම් පරිගණක මූලික වශයෙන් පදනම් වන්නේ ක්වොන්ටම් බිටු මත වන අතර එය ක්විට් ලෙසද හැඳින්වේ, ඒවා තනි ඉලෙක්ට්රෝනයකින් නිර්මාණය විය හැක.
ක්වොන්ටම් ද්රව්ය ක්වොන්ටම් යාන්ත්ර විද්යා රීති වලට අනුව ක්රියා කරයි, සම්භාවිතා ගණනය කිරීම, අධි ස්ථානගත කිරීම සහ වැනි සංකල්ප භාවිතා කරයි පැටලීම. මෙම අදහස් ක්වොන්ටම් ඇල්ගොරිතම සඳහා පදනම ලෙස සේවය කරයි, සංකීර්ණ ගැටළු විසඳීම සඳහා ක්වොන්ටම් පරිගණකවල හැකියාවන් භාවිතා කරයි.
මෙම ලිපියෙන් මම ක්වොන්ටම් පැටලීම ගැන ඔබ දැනගත යුතු සියල්ල සාකච්ඡා කරමි.
ක්වොන්ටම් පැටලීම යනු කුමක්ද?
ක්වොන්ටම් පැටලීම ඇති වන්නේ පද්ධති දෙකක් කෙතරම් සමීපව සම්බන්ධ වී ඇත්ද යත් එකක් ගැන දැන ගැනීමෙන් ඔබට ඒවා කෙතරම් දුරස් වුවද අනෙක ගැන ක්ෂණික දැනුමක් ලබා දේ.
අයින්ස්ටයින් වැනි විද්යාඥයන් මෙම සංසිද්ධිය ගැන ව්යාකූල වූ අතර, ආලෝකයේ වේගයට වඩා වේගයෙන් කිසිදු තොරතුරක් යැවිය නොහැක යන රීතිය බිඳ දැමූ බැවින් ඔහු එය "දුරින් ඇති භයානක ක්රියාවක්" ලෙස නම් කළේය. කෙසේ වෙතත්, ෆෝටෝන සහ ඉලෙක්ට්රෝන භාවිතා කරන අමතර පරීක්ෂණ, පැටලීම තහවුරු කරන ලදී.
ක්වොන්ටම් පරිගණනයේ මූලික ගල වන්නේ පැටලීමයි. භෞතික විද්යාවේ ක්වොන්ටම් පැටලීම යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ ක්වොන්ටම් අංශු අතර ඉතා ශක්තිමත් සම්බන්ධයකි. මෙම සම්බන්ධය කෙතරම් ප්රබලද යත් ක්වොන්ටම් අංශු දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් අතිවිශාල දුර ප්රමාණයකින් වෙන් කර තිබියදී අනිවාර්යයෙන් සම්බන්ධ කළ හැක.
මෙය තවදුරටත් ග්රහණය කර ගැනීමට භෞතික විද්යාවට හෝ පරිගණනයට සම්බන්ධ නොවන සරල සංසන්දනයක් සලකා බලන්න. කාසි එකක් නොව කාසි දෙකක් විසි කළහොත් කුමක් සිදුවේද යන්න සලකා බලන්න. සාමාන්යයෙන්, එක් කාසියක් හිස මත හෝ වලිගය මත පතිත වුවද, දෙවන කාසියේ ප්රතිඵලය කෙරෙහි එතරම් බලපෑමක් නැත.
කෙසේ වෙතත්, පැටලීමේදී, කොටස් දෙකම භෞතිකව වෙන්ව තිබේද යන්න නොසලකා, සම්බන්ධ වී හෝ පැටලී ඇත. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, එක් කාසියක් හිස් මත පතිත වුවහොත්, දෙවන කාසිය එලෙසම හිස් පෙන්වනු ඇත, සහ අනෙක් අතට.
ක්වොන්ටම් පැටලීම තේරුම් ගැනීම (උදාහරණ සමඟ)
ක්වොන්ටම් පැටලීම යනු පද්ධති දෙකක් (සාමාන්යයෙන් ඉලෙක්ට්රෝන හෝ ෆෝටෝන) කෙතරම් සමීපව සම්බන්ධ වී ඇත්ද යත්, එක් පද්ධතියක “තත්වය” (ඉලෙක්ට්රෝනයේ භ්රමණයේ දිශාව, “ඉහළ” යැයි කියමු) පිළිබඳ තොරතුරු ලබා ගැනීම අනෙක් පද්ධතිය පිළිබඳ ක්ෂණික දැනුමක් ලබා දෙනු ඇත. "තත්වය" (දෙවන ඉලෙක්ට්රෝනයේ භ්රමණයේ දිශාව, "පහළ" යැයි පවසන්න) මෙම පද්ධති කොපමණ දුරින් පවතීද යන්න නොසලකා.
"ක්ෂණික" සහ "ඒවා කොපමණ දුරින් සිටියත්" යන වාක්ය ඛණ්ඩ සැලකිය යුතු ය. මෙම සංසිද්ධිය අයින්ස්ටයින් වැනි විද්යාඥයන් ව්යාකූල කර ඇත, මන්ද එය මනින තෙක් රාජ්යය නිර්වචනය කර නොමැති අතර තොරතුරු සම්ප්රේෂණය ආලෝකයේ වේගයට වඩා වේගයෙන් තොරතුරු ගෙන යා නොහැක යන සම්භාව්ය භෞතික විද්යා රීතිය ප්රතික්ෂේප කරයි.
කෙසේ වෙතත්, පැටලීම 1980 ගණන්වල සිට ෆෝටෝන සහ ඉලෙක්ට්රෝන යන දෙකම භාවිතා කරන බව ඔප්පු වී ඇත, 1980 ගණන්වල ආරම්භ වූ පර්යේෂණ සහ පරීක්ෂණවලට ස්තූතිවන්ත විය.
උප පරමාණුක අංශු දෙකක් (ඉලෙක්ට්රෝන) නිපදවිය හැකි අතර ඒවා තනි තරංග ශ්රිතයකින් විස්තර කළ හැකිය. ශුන්ය භ්රමණයන් සහිත මව් අංශුවක් සමාන නමුත් ප්රතිවිරුද්ධ භ්රමණයන් සහිත පැටලී ඇති දියණිය අංශු දෙකක් බවට ක්ෂය වීමට ඉඩ දීමෙන් එක් ක්රමයකින් පැටලීම සාක්ෂාත් කරගත හැකිය.
දියණියක අංශු දෙකක් කිසිවක් සමඟ අන්තර්ක්රියා නොකරන්නේ නම්, ඒවායේ තරංග ක්රියාකාරිත්වය කෙතරම් දුරින් මනිනු ලැබුවද සමානව සහ ප්රතිවිරුද්ධව පවතිනු ඇත. පැටලීමේ කාලය තොරතුරු කෙරෙහි බලපෑමක් නැති බව විද්යාඥයන් පරීක්ෂාවෙන් තීරණය කළහ.
ඒ වෙනුවට ආලෝකයේ වේගයට වඩා වැඩි වේගයකින් අනෙක් අංශුවට තොරතුරු යවන්නේ එක් අංශුවක තොරතුරු මනින විට පමණි.
එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, තොරතුරු මෙම වේගයෙන් ගලා යයි. නමුත් අපට එය පාලනයක් නැත - මෙම පාලනය නොමැතිකම ආලෝකයේ වේගයට වඩා වේගයෙන් පණිවිඩයක් යැවීම හෝ වෙනත් තොරතුරු යැවීම වැනි ක්වොන්ටම් පැටලීමේ භාවිතයන් සීමා කරයි.
ක්වොන්ටම් පරිගණනයේදී පැටලීම ඉටු කරන කාර්යභාරය කුමක්ද?
පැටලී ඇති කියුබිට් එකක තත්ත්වය ක්ෂණිකව වෙනස් කිරීම ක්වොන්ටම් පරිගණකවල යුගල වූ කියුබිට් තත්ත්වය වෙනස් කරයි. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, පැටලීම ක්වොන්ටම් පරිගණකවල සැකසුම් වේගය වේගවත් කරයි.
එක් කියුබිට් සැකසීමෙන් කියුබිට් ගණනාවක් පිළිබඳ තොරතුරු අනාවරණය වන බැවින්, කියුබිට් සංඛ්යාව දෙගුණ කිරීම මඟින් ක්රියාවලි ගණන (එනම් පැටලී ඇති කියුබිට්) අවශ්යයෙන්ම වැඩි නොවේ.
ක්වොන්ටම් පැටලීම, අධ්යයනයන්ට අනුව, සම්භාව්ය ගණනය කිරීම්වලට වඩා ඝාතීය වේගයක් ලබා දීම සඳහා ක්වොන්ටම් ඇල්ගොරිතමයක් සඳහා අවශ්ය වේ.
ක්වොන්ටම් පරිගණනයේ පැටලීම් යෙදුම්
අපගේ වර්තමාන සහ අනාගතය වෙනස් කරන මෙම එක් ආකාරයක භෞතික ලක්ෂණයෙන් යෙදුම් කිහිපයකට ප්රයෝජන ගත හැකිය. ක්වොන්ටම් සංකේතනය, අධි ඝන කේතීකරණය, සමහර විට ආලෝකයට වඩා වේගවත් සම්ප්රේෂණය, සහ ටෙලිපෝර්ටේෂන් පවා පැටලීමෙන් සක්රීය කළ හැක.
ක්වොන්ටම් පරිගණකවලට මූල්ය සහ බැංකු ඇතුළු විවිධ කර්මාන්තවල කාලය සහ සැකසීමේ බල තීව්ර අභියෝගවලට මුහුණ දීමට හැකියාව ඇත.
Quantum entanglement යනු එවැනි පරිගණකවලට ඔවුන්ගේ කියුබිට් අතර දත්ත ප්රවාහය හැසිරවීමට අවශ්ය කාලය සහ සැකසුම් බලය අඩු කිරීමෙන් උපකාර විය හැකි සංසිද්ධියකි.
1. Quantum Cryptography
සම්භාව්ය ගුප්ත ලේඛන විද්යාවේදී, යවන්නා එක් යතුරකින් පණිවිඩය කේතනය කරන අතර ලබන්නා එය බෙදාගත් යතුරෙන් විකේතනය කරයි. කෙසේ වෙතත්, තුන්වන පාර්ශ්වයක් යතුරු පිළිබඳ දැනුම ලබා ගැනීමටත්, ගුප්ත ලේඛනවලට බාධා කිරීමට සහ අඩපණ කිරීමටත් හැකි වීමේ අවදානමක් ඇත.
දෙපාර්ශවය අතර ආරක්ෂිත නාලිකාවක් නිර්මාණය කිරීම නොබිඳිය හැකි ගුප්තකේතනයේ මූලික ගල වේ. පැටලීම මෙයට හේතු විය හැක. මෙම පද්ධති දෙක පැටලී ඇති බැවින්, ඒවා එකිනෙක හා සම්බන්ධ වේ (එකක් වෙනස් වන විට, අනෙකද එසේ වේ), සහ කිසිදු තෙවන පාර්ශවයක් මෙම සහසම්බන්ධය බෙදා නොගනී.
ක්වොන්ටම් ගුප්තකේතනය ද ක්ලෝන-ක්ලෝනයෙන් ප්රතිලාභ ලබයි, එයින් අදහස් වන්නේ නොදන්නා ක්වොන්ටම් තත්වයක සමාන අනුරුවක් ජනනය කළ නොහැකි බවයි. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, ක්වොන්ටම් තත්වයක කේතනය කර ඇති දත්ත ප්රතිනිර්මාණය කළ නොහැක.
නොබිඳිය හැකි ක්වොන්ටම් යතුරු බෙදා හැරීමක් සමඟින්, ක්වොන්ටම් ගුප්තකේතනය දැනටමත් සාක්ෂාත් කර ඇත (QKD). QKD යතුර පිළිබඳ තොරතුරු සන්නිවේදනය කිරීමට අහඹු ලෙස ධ්රැවීකරණය වූ ෆෝටෝන භාවිතා කරයි. ලබන්නා විසින් ධ්රැවීකරණ පෙරහන් සහ පණිවිඩය සංකේතනය කිරීමට භාවිතා කරන තාක්ෂණය භාවිතයෙන් යතුර විකේතනය කරයි.
රහස් දත්ත තවමත් සම්මත සන්නිවේදන මාර්ග හරහා මාරු කරනු ලැබේ, නමුත් නිශ්චිත ක්වොන්ටම් යතුරට පමණක් පණිවිඩය විකේතනය කළ හැකිය. ධ්රැවීකරණය වූ ෆෝටෝන “කියවීම” ඔවුන්ගේ තත්ත්වයන් වෙනස් කරන නිසා, ඕනෑම හොර රහසේ සවන්දීම සන්නිවේදකයන්ට අනවසරයෙන් ඇතුල් වීම ගැන අනතුරු අඟවයි.
QKD තාක්ෂණය දැනට ෆයිබර් ඔප්ටික් කේබල් මගින් සීමා කර ඇති අතර, එය ලබා ගැනීමට නොහැකි තරම් ක්ලාන්ත වීමට පෙර කිලෝමීටර 100 ක් පමණ ෆෝටෝනයක් ලබා දිය හැකිය. 2004 දී, පළමු පැටලී ඇති QKD බැංකු හුවමාරුව ඔස්ට්රියාවේ සිදු විය.
භෞතික මූලධර්ම මත පදනම්ව ඔප්පු කළ හැකි ආරක්ෂිත නොබිඳිය හැකි සහ විකෘති නොවන සන්නිවේදනයන් සම්ප්රේෂණය කිරීම මූල්ය, බැංකු, හමුදා, වෛද්ය සහ වෙනත් අංශවල පැහැදිලි යෙදුම් ඇති බවට වග බලා ගැනීම. ව්යාපාර කිහිපයක් දැන් පැටලී ඇති QKD භාවිතා කරයි.
2. Quantum Teleportation
Quantum teleportation යනු ෆෝටෝන, පරමාණු, ඉලෙක්ට්රෝන සහ සුපිරි සන්නායක පරිපථ වැනි පාර්ශ්ව දෙකක් අතර ක්වොන්ටම් තොරතුරු සම්ප්රේෂණය කිරීමේ ක්රමය ද වේ. පර්යේෂණයට අනුව, ටෙලිපෝටේෂන් QC වලට සමාන්තරව ක්රියා කිරීමට ඉඩ සලසයි, අඩු විදුලියක් භාවිතා කරන අතර බලශක්ති භාවිතය 100 සිට 1000 ගුණයකින් අඩු කරයි.
ක්වොන්ටම් ටෙලිපෝර්ටේෂන් සහ ක්වොන්ටම් ගුප්තකේතනය අතර වෙනස පහත පරිදි වේ:
- ක්වොන්ටම් ටෙලිපෝර්ටේෂන් හුවමාරුව සම්භාව්ය නාලිකාවක් හරහා “ක්වොන්ටම්” තොරතුරු යවනු ලැබේ.
- ක්වොන්ටම් ගුප්ත ලේඛන හුවමාරු ක්වොන්ටම් නාලිකාවක් හරහා, "සම්භාව්ය" තොරතුරු යවනු ලැබේ.
ක්වොන්ටම් පරිගණකවල බල අවශ්යතා තාපය ජනනය කරයි, එය එතරම් අඩු උෂ්ණත්වවලදී ක්රියා කළ යුතු බැවින් එය අභියෝගයකි. ක්වොන්ටම් පරිඝනකයේ දියුණුව වේගවත් කරන නිර්මාණ විසඳුම් කරා ගෙනයාමට Teleportation හැකියාව ඇත.
3. ජීව විද්යාත්මක පද්ධතිය
මිලියන ගණනක රසායනික හා ජීව විද්යාත්මක ක්රියාවලීන්ගේ අන්තර්ක්රියා හේතුවෙන් මිනිස් සිරුර, සියලු ජීවීන් මෙන්, අඛණ්ඩව වෙනස් වෙමින් පවතී. මෑතක් වන තුරු, ඒවා රේඛීය ලෙස උපකල්පනය කරන ලද අතර, "A" "B" වෙත යොමු කරයි. කෙසේ වෙතත්, ක්වොන්ටම් ජීව විද්යාව සහ ජෛව භෞතික විද්යාව මගින් ජීව විද්යාත්මක පද්ධති තුළ විශාල සහජීවනයක් අනාවරණය කරගෙන ඇති අතර QE භූමිකාවක් ඉටු කරයි.
විවිධ උප ඒකකවල ආකාරය ප්රෝටීන ව්යුහයන් තිරසාර ක්වොන්ටම් පැටලීමට සහ සංගත වීමට ඉඩ සැලසෙන පරිදි එකට ඇසුරුම් කර ඇත. ක්වොන්ටම් ජීව විද්යාව තවමත් විවිධ පිළිතුරු නොලද උත්සුකයන් සහිත න්යායික මාතෘකාවකි; ඒවා ආමන්ත්රණය කළ විට, වෛද්ය විද්යාවේ යෙදුම් වඩ වඩාත් දෘශ්යමාන වනු ඇත.
ක්වොන්ටම් පරිගණනය, න්යායාත්මකව, සම්භාව්ය පරිගණකවලට වඩා ස්වභාවධර්මයට (පරමාණුක බන්ධනය අනුකරණය කිරීමෙන්) සහ ක්වොන්ටම් ජීව විද්යාත්මක පද්ධතිවලට වඩා හොඳින් සමාන විය හැක.
4. සුපර්ඩෙන්ස් කේතීකරණය
සුපර්ඩෙන්ස් කේතීකරණය යනු තනි පැටලී ඇති කියුබිට් එකක් භාවිතයෙන් සාම්ප්රදායික තොරතුරු බිටු දෙකක් සම්ප්රේෂණය කිරීමේ ක්රමයයි. අධි-ඝනත්ව කේතය කළ හැක්කේ:
- නියමිත වේලාවට පෙර සම්භාව්ය පණිවිඩයක් ප්රතිනිර්මාණය කිරීමට අවශ්ය ප්රමාණයෙන් අඩක් යැවීමට පරිශීලකයාට ඉඩ සලසයි, පෙර-බෙදා දුන් කියුබිට් අවසන් වන තෙක් පරිශීලකයාට දෙගුණයක වේගයකින් සන්නිවේදනය කිරීමට ඉඩ සලසයි.
- ද්වි-මාර්ග ක්වොන්ටම් නාලිකාවක එක් දිශාවකට ධාරිතාව දෙගුණ වේ.
- අඩු ප්රමාද නාලිකාව හරහා එන දත්ත සඳහා සහාය වීම සඳහා ඉහළ ප්රමාදයේ කලාප පළලක් ඉහළ ප්රමාද කලාප පළලක් බවට පරිවර්තනය කරන්න.
සෑම සන්නිවේදන පරම්පරාවක්ම වැඩි දත්ත හුවමාරුවක් ඉල්ලා ඇත. සුපර්ඩෙන්ස් කේතීකරණය සමඟින් සංසන්දනාත්මක තොරතුරු ප්රතිලාභයක් ලබා ගත හැක.
නිගමනය
Quantum entanglement අපට කලින් සිතාගත නොහැකි ආකාරවලින් දත්ත සමඟ වැඩ කිරීමට ඉඩ සලසයි. ක්වොන්ටම් පරිගණනය පැටලීම සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමෙන්, අතිවිශාල දත්ත ප්රමාණයක් අවශ්ය වන ගැටළු වලට වඩාත් කාර්යක්ෂමව සහ ආරක්ෂිතව පිළිතුරු දීමට අපට හැකි වනු ඇත.
ජීව විද්යාත්මක හා තාරකා විද්යාත්මක යෙදුම් එකතු කිරීමත් සමඟ මිනිසුන් දිගු කලක් තිස්සේ කල්පනා කර ඇති ගැටළු වලට පිළිතුරු දීමට QE භාවිතා කළ හැකිය: අප පැමිණියේ කොහෙන්ද සහ එය ආරම්භ වූයේ කෙසේද?
තාක්ෂණය වැඩි වන තරමට, අපි ඒ සඳහා වැඩි යෙදුම් සොයා ගනිමු - එයට විශාල පොරොන්දුවක් ඇත!
ඔබමයි