ඩිජිටල් පරිවර්තනය වෙන කවරදාටත් වඩා වේගයෙන් ලෝකය වෙනස් කරයි. ඩිජිටල් යුගයේ ප්රධාන සංකල්ප ගැන ඉගෙනීම තවත් තීරනාත්මක වනු ඇත්තේ දැනට පවතින මාදිලි විශ්මය ජනක වේගයකින් සහ බලයකින් පරිවර්තනය කළ හැකි තවත් නව තාක්ෂණ රැල්ලක් ළඟදීම පැමිණීමත් සමඟය: ක්වොන්ටම් පරිගණනය.
මෙම ලිපියෙන් අපි සාම්ප්රදායික පරිගණකකරණය සහ ක්වොන්ටම් පරිගණනයේ මූලික සංකල්ප සංසන්දනය කරන අතර විවිධ ක්ෂේත්රවල ඒවායේ යෙදුම ගවේෂණය කිරීමට පටන් ගනිමු.
ක්වොන්ටම් ගුණාංග මොනවාද?
ඉතිහාසය පුරාවටම මිනිසා විද්යාව තුළින් ස්වභාවධර්මයේ ක්රියාකාරීත්වය අවබෝධ කරගත් තාක්ෂණය දියුණු කර ඇත. 1900 ගනන් සහ 1930 ගනන් අතර, තවමත් හොඳින් අවබෝධ කර නොගත් සමහර භෞතික සංසිද්ධි අධ්යයනය කිරීම නව භෞතික න්යායක් ඇති කළේය: ක්වොන්ටම් යාන්ත්ර විද්යාව. මෙම න්යාය අන්වීක්ෂීය ලෝකයේ ක්රියාකාරීත්වය, අණු, පරමාණු සහ ඉලෙක්ට්රෝන වල ස්වභාවික වාසස්ථාන විස්තර කරයි.
මෙම සංසිද්ධීන් පැහැදිලි කිරීමට පමණක් නොව, උප පරමාණුක යථාර්ථය සම්පූර්ණයෙන් ප්රතිවිරෝධී, වාගේ ඉන්ද්රජාලික ආකාරයකින් ක්රියා කරන බවත්, සිදුවීම් සිදුවන්නේ අන්වීක්ෂීය ලෝකයේ සිදු නොවන බවත් තේරුම් ගැනීමට ද එය සමත් වී තිබේ. සාර්ව ලෝකය.
මෙම ක්වොන්ටම් ගුණාංගවලට ක්වොන්ටම් අධි ස්ථානගත කිරීම, ක්වොන්ටම් පැටලීම සහ ක්වොන්ටම් ටෙලිපෝර්ටේෂන් ඇතුළත් වේ.
- ක්වොන්ටම් සුපිරි පිහිටීම අංශුවක් එකවර විවිධ තත්ත්වයේ පැවතිය හැකි ආකාරය විස්තර කරයි.
- ක්වොන්ටම් පැටලීම අංශු දෙකක් "පැටලී" තත්වයට ගෙන යා හැකි ආකාරය විස්තර කරන අතර, ඉන් පසුව, ඒවායේ භෞතික දුරස්ථභාවය නොතකා, එකම ආකාරයකින් එකවරම ප්රතිචාර දක්වයි. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ඒවා කැමති තරම් දුරින් තැබිය හැකි අතර, එකක් සමඟ අන්තර් ක්රියා කරන විට, අනෙකා එම අන්තර්ක්රියාවට ප්රතික්රියා කරයි.
- ක්වොන්ටම් ටෙලිපෝටේෂන් අභ්යවකාශය හරහා ගමන් කිරීමකින් තොරව අභ්යවකාශයේ එක් ස්ථානයක සිට තවත් ස්ථානයකට තොරතුරු යැවීමට ක්වොන්ටම් පැටලීම භාවිතා කරයි.
ක්වොන්ටම් පරිගණනය උප පරමාණුක ස්වභාවයේ මෙම ක්වොන්ටම් ගුණාංග මත පදනම් වේ.
මෙම අවස්ථාවේ දී, ක්වොන්ටම් යාන්ත්ර විද්යාව හරහා ක්ෂුද්ර ලෝකය පිළිබඳ අද අවබෝධය මිනිසුන්ගේ ජීවිත වැඩිදියුණු කළ හැකි තාක්ෂණයන් නිර්මාණය කිරීමට සහ සැලසුම් කිරීමට අපට ඉඩ සලසයි. ක්වොන්ටම් සංසිද්ධි භාවිතා කරන විවිධ තාක්ෂණයන් ඇති අතර, ලේසර් හෝ චුම්භක අනුනාද රූප (MRI) වැනි ඒවායින් සමහරක් අඩ සියවසකට වැඩි කාලයක් තිස්සේ පැවතුනි.
ක්වොන්ටම් පරිගණනය යනු කුමක්ද?
ක්වොන්ටම් පරිගණක ක්රියා කරන ආකාරය අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා මෙම ලිපියේ ඩිජිටල් හෝ සම්භාව්ය පරිගණක ලෙසින් අප දිනපතා භාවිතා කරන පරිගණක ක්රියා කරන ආකාරය මුලින්ම පැහැදිලි කිරීම ප්රයෝජනවත් වේ. මේවා, ටැබ්ලට් හෝ ජංගම දුරකථන වැනි අනෙකුත් සියලුම ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග මෙන්ම, මතකයේ මූලික ඒකක ලෙස බිටු භාවිතා කරයි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ වැඩසටහන් සහ යෙදුම් බිටු වලින් සංකේතනය කර ඇති බවයි, එනම් ශුන්ය සහ එකක ද්විමය භාෂාවකින්.
අපි මෙම උපාංගවලින් ඕනෑම එකක් සමඟ අන්තර් ක්රියා කරන සෑම අවස්ථාවකම, උදාහරණයක් ලෙස යතුරුපුවරුවේ යතුරක් එබීමෙන්, ශුන්ය නූල් සහ ඒවා පරිගණකය තුළ නිර්මාණය කිරීම, විනාශ කිරීම සහ/හෝ වෙනස් කිරීම සිදු වේ.
සිත්ගන්නා ප්රශ්නය නම්, පරිගණකය තුළ භෞතිකව මෙම ශුන්ය සහ ඒවා මොනවාද? බිටු වල ශුන්ය සහ එක් තත්ත්වයන් ස්විච ලෙස ක්රියා කරන ට්රාන්සිස්ටර නම් අන්වීක්ෂීය කොටස් හරහා ගලා යන විද්යුත් ධාරාවට අනුරූප වේ. ධාරාවක් ගලා නොයන විට, ට්රාන්සිස්ටරය "අක්රිය" වන අතර එය බිට් 0 ට අනුරූප වන අතර එය ගලා යන විට එය "ඔන්" වන අතර බිට් 1 ට අනුරූප වේ.
වඩාත් සරල ආකාරයෙන්, එය බිටු 0 සහ 1 සිදුරුවලට අනුරූප වේ, එවිට හිස් සිදුරක් ටිකක් 0 වන අතර ඉලෙක්ට්රෝනයක් විසින් අල්ලාගෙන සිටින සිදුරක් ටිකක් 1 වේ. දැන් අපට අද පරිගණක ක්රියා කරන ආකාරය පිළිබඳ අදහසක් තිබේ. , ක්වොන්ටම් පරිගණක ක්රියා කරන ආකාරය තේරුම් ගැනීමට උත්සාහ කරමු.
බිටු සිට කියුබිට් දක්වා
ක්වොන්ටම් පරිගණනයේ මූලික තොරතුරු ඒකකය ක්වොන්ටම් බිට් හෝ කියුබිට් වේ. Qubits යනු, නිර්වචනය අනුව, බිටු මෙන්, 0 ලෙස අර්ථ දක්වා ඇති අඩු උත්තේජක හෝ ශක්ති තත්ත්වයකට අනුරූප වන අඩු මට්ටමේ තිබිය හැකි ද්වි-මට්ටමේ ක්වොන්ටම් පද්ධති වේ. හෝ ඉහළ මට්ටමේ, එය ඉහළ උද්දීපන තත්ත්වයකට අනුරූප වන හෝ 1 ලෙස අර්ථ දක්වා ඇත.
කෙසේ වෙතත්, සම්භාව්ය පරිගණනය සමඟ ඇති මූලික වෙනස මෙහි ඇත, 0 සහ 1 අතර අර්ධ 0 සහ අර්ධ 1, හෝ 0 න් කාර්තු තුනක් වැනි, 1 සහ XNUMX අතර ඇති ඕනෑම අනන්ත අතරමැදි අවස්ථා ගණනක qubits විය හැක. XNUMX. මෙම සංසිද්ධිය ක්වොන්ටම් සුපර් පොසිෂන් ලෙස හඳුන්වනු ලබන අතර ක්වොන්ටම් පද්ධතිවල ස්වභාවික වේ.
ක්වොන්ටම් ඇල්ගොරිතම: ඝාතීය ලෙස වඩා බලවත් සහ කාර්යක්ෂම පරිගණකකරණය
ක්වොන්ටම් පරිගණකවල අරමුණ වන්නේ ක්වොන්ටම් පද්ධති ලෙස ක්වොන්ටම්වල මෙම ක්වොන්ටම් ගුණාංගවලින් ප්රයෝජන ගැනීම, සම්භාව්ය ඒවාට වඩා විශාල සැකසුම් බලයක් ලබා දීම සඳහා සුපිරි ස්ථානගත කිරීම සහ පැටලීම භාවිතා කරන ක්වොන්ටම් ඇල්ගොරිතම ක්රියාත්මක කිරීමට හැකි වීමයි.
සැබෑ සුසමාදර්ශ මාරුව සමන්විත වන්නේ ඩිජිටල් හෝ සම්භාව්ය පරිගණක - දැනට පවතින ඒවා- කරන දේම කිරීම නොව, බොහෝ ලිපි වැරදි ලෙස ප්රකාශ කරන පරිදි වේගවත්ව, නමුත් ක්වොන්ටම් ඇල්ගොරිතම යම් යම් මෙහෙයුම් සිදු කිරීමට ඉඩ දෙන බව පෙන්වා දීම වැදගත්ය. සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ආකාරයකින් සිදු කරන ලදී; එය බොහෝ විට වඩා කාර්යක්ෂම වේ - එනම්, ඉතා අඩු කාලයකින් හෝ ඉතා අඩු පරිගණක සම්පත් භාවිතා කිරීම-.
මෙයින් ඇඟවෙන්නේ කුමක්ද යන්න පිළිබඳ සංයුක්ත උදාහරණයක් බලමු. අපි සිතමු අපි සැන් ෆ්රැන්සිස්කෝ හි සිටින අතර එහි යාමට ඇති විකල්ප මිලියන ගණනකින් නිව් යෝර්ක් වෙත හොඳම මාර්ගය කුමක්දැයි අපට දැන ගැනීමට අවශ්යයි (N=1,000,000). ප්රශස්ත මාර්ගය සොයා ගැනීමට පරිගණක භාවිත කිරීමට හැකි වීම සඳහා, අපි විකල්ප 1,000,000ක් ඩිජිටල්කරණය කළ යුතු අතර, එයින් අදහස් කරන්නේ ඒවා සම්භාව්ය පරිගණකය සඳහා බිට් භාෂාවට සහ ක්වොන්ටම් පරිගණකය සඳහා කියුබිට් බවට පරිවර්තනය කිරීමයි.
සම්භාව්ය පරිගණකයකට අවශ්ය එක සොයා ගන්නා තෙක් සියලුම මාර්ග එකින් එක යා යුතු අතර, ක්වොන්ටම් පරිගණකයක් ක්වොන්ටම් සමාන්තරකරණය ලෙස හැඳින්වෙන ක්රියාවලියකින් ප්රයෝජන ගනී, එය අවශ්යයෙන්ම සියලුම මාර්ග එකවර සලකා බැලීමට ඉඩ සලසයි. මෙයින් ඇඟවෙන්නේ භාවිතා කරන ලද සම්පත් ප්රශස්ත කිරීම හේතුවෙන් ක්වොන්ටම් පරිගණකය සම්භාව්ය පරිගණකයට වඩා ඉතා ඉක්මනින් ප්රශස්ත මාර්ගය සොයා ගන්නා බවයි.
ගණනය කිරීමේ ධාරිතාවේ වෙනස්කම් තේරුම් ගැනීමට, n qubits සමඟ අපට 2 සමඟ කළ හැකි දේට සමාන දේ කළ හැකිය.n බිටු. 2 ක් පමණ සමඟ බව බොහෝ විට කියනු ලැබේ70 විශ්වයේ ඇති පරමාණු සංඛ්යාවට වඩා 2ක් පමණ යැයි ගණන් බලා ඇති පරමාණු සංඛ්යාවට වඩා ක්වොන්ටම් පරිගණකයක ඔබට තවත් පාදක තත්ත්වයක් තිබිය හැකිය - වඩා වෙනස් සහ සමගාමී අක්ෂර මාලාවක් -80. තවත් උදාහරණයක් නම්, 2000 සහ 2500 qubits අතර ක්වොන්ටම් පරිගණකයකින් ඔබට අද භාවිතා කරන සියලුම ගුප්ත ලේඛන ප්රායෝගිකව බිඳ දැමිය හැකි බව ඇස්තමේන්තු කර ඇත (පොදු යතුරු ගුප්තකේතනය ලෙස හැඳින්වේ).
ගුප්ත ලේඛන විද්යාව යන තාක් දුරට, භාවිතා කිරීමේ වාසි රාශියක් ඇත ක්වොන්ටම් පරිගණනය. පද්ධති දෙකක් සම්පූර්ණයෙන්ම පැටලී තිබේ නම්, එයින් අදහස් වන්නේ ඒවා එකිනෙකා සමඟ සහසම්බන්ධ වී ඇති බවයි (එනම්, එකක් වෙනස් වන විට, අනෙකද වෙනස් වේ) සහ කිසිදු තෙවන පාර්ශවයක් මෙම සහසම්බන්ධය බෙදා නොගනී.
අඩු කරන්න
බ්ලොක්චේන්, කෘත්රිම බුද්ධිය, ඩ්රෝන යානා, දේවල් අන්තර්ජාලය, අතථ්ය යථාර්ථය, 5G, 3D මුද්රණ යන්ත්ර, රොබෝවරු වැනි විවිධ නැඟී එන තාක්ෂණයන් ඩිජිටල් පරිවර්තන කාලයක අපි සිටිමු. ස්වයංක්රීය වාහන විවිධ ක්ෂේත්රවල සහ අංශවල වැඩි වැඩියෙන් දක්නට ලැබේ.
සංවර්ධනය වේගවත් කරමින් සහ සමාජ බලපෑම ජනනය කරමින් මිනිස් ජීවිතයේ ගුණාත්මක භාවය ඉහළ නැංවීමට සකස් කර ඇති මෙම තාක්ෂණයන් දැනට සමාන්තරව ඉදිරියට යමින් පවතී. බ්ලොක්චේන් සහ IoT හෝ ඩ්රෝන් වැනි මෙම තාක්ෂණයන් දෙකක හෝ වැඩි ගණනක සංයෝජන සූරාකන නිෂ්පාදන නිපදවන සමාගම් අපි දකින්නේ කලාතුරකිනි. කෘතිම බුද්ධිය.
ඒවා අභිසාරී වීමට නියමිත අතර එමගින් ඝාතීය ලෙස වැඩි බලපෑමක් ජනනය කිරීමට නියමිතව තිබියදී, ඔවුන් සිටින සංවර්ධනයේ මුල් අවධිය සහ සංවර්ධකයින් සහ තාක්ෂණික පසුබිම් ඇති පුද්ගලයින්ගේ හිඟය අදහස් වන්නේ අභිසාරී වීම තවමත් අපේක්ෂිත කාර්යයක් බවයි.
ඔවුන්ගේ කඩාකප්පල්කාරී විභවය හේතුවෙන්, ක්වොන්ටම් තාක්ෂණයන් මෙම සියලු නව තාක්ෂණයන් සමඟ අභිසාරී වීමට පමණක් නොව, ඒවා සියල්ලම පාහේ පුළුල් බලපෑමක් ඇති කිරීමට අපේක්ෂා කෙරේ. ක්වොන්ටම් පරිගණනය cybersecurity හෝ blockchain වැනි ගුප්තකේතනය වඩාත් අදාළ කාර්යභාරයක් ඉටු කරන එම තාක්ෂණයන් කෙරෙහි වැඩි බලපෑමක් ඇති කරමින් දත්ත සත්යාපනය කිරීම, හුවමාරු කිරීම සහ සුරක්ෂිත ගබඩා කිරීම තර්ජනය කරනු ඇත.
ඔබමයි