E sili atu le vave nai lo se isi lava taimi muamua, ua suia le lalolagi ona o suiga numera.
Faatasi ai ma le oʻo mai o se isi galu fou o tekinolosi e mafai ona matua suia faʻataʻitaʻiga o loʻo i ai nei i le saoasaoa ma le malosi: quantum computing, malamalama i manatu autu o le vaitaimi numera o le a sili atu ona taua.
O se faiga fa'atosina e ta'ua o le quantum computing e fa'aogaina ai le quantum physics e foia ai fa'afitauli e le o iai i le lautele o komepiuta masani.
O mataupu faavae o le quantum theory e faʻaalia ai le amio ma le malosi i le atomic ma subatomic scales, ma le IBM's Qiskit o se pusa faʻapipiʻi faʻapipiʻi faʻapipiʻi e fesoasoani i le fatuina o faiga faʻakomepiuta quantum.
O lenei tusiga o loʻo taumafai e faʻamatalaina lenei mea ma tuʻuina atu ia te oe se aotelega o le quantum computing.
O le a matou fa'amatala atu ia matou aufaitau fa'atasi ai ma le fesoasoani a se fa'aputuga fa'aopoopo fa'apitoa SDK, ie. Qiskit ma tuu atu latou te suʻesuʻe le faʻaaogaina Jupyter Notebooks talimalo ile IBM Quantum Lab.
O le a le Quantum Computing?
Quantum faapipiʻi ose lala o fa'asaienisi komepiuta e taula'i i le atina'eina o tekonolosi fa'akomepiuta e fa'aaoga ai manatu mai le quantum theory.
E fa'aogaina ai le malosi fa'apitoa o subatomic particles e ola fa'atasi i le tele o setete, pei ole 0 ma le 1.
E mafai ona latou fa'agaoioia le tele o fa'amaumauga nai lo komepiuta masani.
I faiga fa'akomepiuta quantum, e faia se qubit e fa'aaoga ai le quantum state o se mea. O vaega taua o faʻamatalaga i le quantum computing o qubits.
Latou te fa'atinoina le galuega tutusa e pei o nai mea i le komipiuta masani i le quantum computing, ae e fai si ese o latou gaioiga. Quantum computing ose fanua na aliaʻe i le 1980s.
Ona iloa ai lea o le quantum algorithms e sili atu le aoga i le faia o nisi o galuega komepiuta nai lo latou masani masani.
Superposition ma entanglement, lua manatu mai quantum physics, o faavae ia e faavae ai nei supercomputers.
Pe a fa'atusatusa i komepiuta masani, e mafai e le quantum computers i le taimi nei ona fai fa'atonuga o galuega i le tele vave a'o fa'aaogaina le tele o le malosi.
E tatau ona tatou faʻagasolo i le faʻaogaina o komepiuta quantum ina ia mafai ona malamalama atoatoa i ai. Tatou amata nei.
E fa'afefea ona galue le komepiuta quantum?
Pe a faatusatusa i komepiuta masani tatou te masani ai, e ese le auala e foia ai faafitauli e le quantum computers. Mo nisi galuega, quantum computers e sili atu nai lo mea masani i le tele o auala.
O lo latou gafatia e ola ai i le tele o setete i le taimi e tasi e manatu o le mafuaaga lea. I le isi itu, o komepiuta masani e mafai ona i ai i se setete e tasi i le taimi e tasi.
E tolu manatu autu e tatau ona e malamalama i ai ina ia mafai ai ona e malamalama i le faʻaogaina o komepiuta quantum:
- Superposition.
- Fa'alavelave.
- Faalavelave.
Maea faʻamuamua
Bits o vaega taua o komepiuta masani. Quantum bits, poʻo Qubits, o iunite faʻavae o komepiuta quantum.
O le mea autu, o quantum bits e fa'agaoioia ese. O se pusi binary, o nisi taimi e taʻua o se mea masani, o se ki e mafai ona avea ma 0 poʻo se 1.
Matou te toe maua le tulaga o iai nei pe a matou fuaina. Qubits o se tuusaunoaga i lenei. Qubits e mafai ona faʻatusatusa i aū e faʻasino i itu e tolu.
O lo'o i totonu o tulaga 0 pe a latou fa'asino i luga. O lo'o iai i le setete 1 pe a fa'asino i lalo. E fa'apea fo'i i fasipepa masani.
Ae ui i lea, e mafai foi ona latou filifili e i ai i se tulaga superposition.
O le aū o loʻo i le tulaga e faʻasino i soʻo se isi itu. Ole maualuga ole 0 ma le 1 e maua i lenei setete. O le Qubit o le a maua pea le 1 poʻo le 0 o le taunuuga pe a fuaina.
Ae ui i lea, o le fa'asinomaga o le aū e fuafua ai se avanoa e talafeagai.
E sili atu ona e mauaina le 1 pe afai o le aū e fa'asino i lalo ma le 0 pe a fa'asino i luga.
O le ae maua le 50% avanoa e manumalo ai mo taʻitasi pe afai o le aū o loʻo i le ogatotonu. I se faapuupuuga, o le superposition lena.
Faʻasalaga
O pito i totonu o se komepiuta masani e tutoatasi mai le tasi ma le isi. O le tulaga o le tasi bit e leai sona aafiaga i le tulaga o le isi bit.
O qubits i komepiuta quantum e mafai ona lavelavea le tasi ma le isi. O lona uiga o lo'o tu'ufa'atasia i se tulaga tele e tasi.
Mo se faʻataʻitaʻiga, mafaufau i qubits e lua o loʻo i totonu o tulaga faʻapitoa eseese ae e leʻi lavelave. I le taimi nei, o lo latou avanoa e le faalagolago le tasi i le isi.
Pe a tatou lavelavea i latou, e tatau ona tatou lafoai na tulaga tutoatasi ma fuafua ia avanoa o isi setete uma e mafai ona tatou sosola ese ai, e pei o, 00, 01, 10, ma le 11.
E suia le avanoa o le tufatufaina atu o le faiga atoa pe a suia le itu o le aū i luga o le tasi qubit ona o le qubits ua lavelavea.
O le tutoatasi o le qubits mai le tasi ua leiloa. O ia mea taitasi o se vaega o le tulaga tutusa lava. Tusa lava pe fia qubits e te maua, o le tulaga lava lea.
O loʻo i ai se tuʻufaʻatasiga o 2n setete mo se komepiuta quantum ma n qubits.
E iai sau fa'asoasoaina i setete e lua, mo se fa'ata'ita'iga, mo le tasi qubit. E iai sau fa'asoasoaina i setete e fa mo qubits e lua, ma isi.
E mafai ona e tu'u komepiuta masani i so'o se tulaga e te filifilia, ae na'o le tasi i le taimi. O na setete uma e mafai ona i ai faʻatasi i luga o komipiuta quantum o se faʻatonuga.
E fa'apefea ona manuia le komepiuta mai le i ai i na setete uma i le taimi e tasi? O le elemene mulimuli o le faʻalavelave e ulufale i le taimi lea.
toʻatūgā
E mafai ona fa'aogaina se galuega galu quantum e fa'amatala ai le tulaga o se qubit.
O le fa'amatalaga fa'a-matematika o mea uma i le quantum physics o lo'o tu'uina mai e galu.
Pe a lavelavea le tele o qubits, e tu'ufa'atasia a latou galuega galu ta'itasi e fausia ai se galuega galu e tasi e fa'amatala ai le tulaga atoa o le komepiuta quantum.
Fa'alavelave o le fa'ai'uga lea o le fa'aopoopoina fa'atasi o nei galu. A fa'aopoopo fa'atasi galu, e mafai ona fegalegaleai lelei ma tu'u fa'atasi e fa'atupu ai se galu tele, e pei lava o galu o le vai.
E mafai foi ona latou fegalegaleai faataumaoi e tetee atu le tasi i le isi. Ole avanoa eseese ole setete eseese e fuafua ile galuega ole galu ole komipiuta quantum.
E mafai ona tatou suia le tulaga e ono tulaʻi mai ai nisi setete pe a tatou fuaina le quantum computer e ala i le suia o setete o qubits eseese.
E ui lava o le quantum computer e mafai ona i ai i le tele o superpositions o setete i le taimi e tasi, o fua e faʻaalia ai se tasi o na setete.
O le mea lea, a'o fa'aogaina se komipiuta quantum e fa'amae'a ai se galuega fa'atatau, e mana'omia le fa'alavelave lelei e fa'atupula'ia ai le avanoa e maua ai le tali sa'o ma fa'alavelave fa'aleagaina e fa'aitiitia ai le avanoa e maua ai se tali le sa'o.
Ia, tatou amata i le Qiskit.
O le a Qiskit?
O le Qiskit ose polokalame fa'akomepiuta fa'atupeina e le IBM ua fuafuaina e fa'afaigofie ai so'o se tasi e ulufale i le matata o le quantum computing.
Talu ai e faigata ona maua komipiuta quantum, e mafai ona e mauaina se tasi e ala i se cloud provider, pei ole IBM, e faʻaaoga ai a latou Qiskit toolbox.
E avanoa mo le leai o se totogi, ma o lona code uma o loʻo Avanoa tatala.
E i ai se tusi aoga i luga ole laiga e a'oa'oina ai oe i fa'avae uma o le quantum physics, lea e aoga tele mo i latou e le masani i le mataupu. E fa'aoga le Python e atia'e ai le Qiskit toolkit.
O lea la, afai e te masani i le Python programming language, e te iloa le tele o code.
E fetaui lelei le auivi polokalama mo i latou e mananao i ai aoao e uiga ile quantum computing a o maua foi le poto masani.
Ole itu pito sili ona taua ole Qiskit ole fa'agaioia ile lua vaega. O se tasi o laʻasaga o le faʻavaeina lea, lea matou te fatuina ai ni taʻaloga faʻapitoa ma faʻaoga na taʻaloga e foia ai le faʻafitauli.
Ma, a maeʻa le faʻatulagaina o le fausiaina poʻo le oʻo atu i le fofo, matou te faʻagasolo atu i le isi laasaga, lea e taʻua o le execute stage, lea matou te taumafai ai e faʻatautaia la matou fale poʻo fofo i tua eseese (state vector backend, unitary backend, tatala. ASM backend), ma a maeʻa le taʻavale, matou te faʻagasolo faʻamaumauga i totonu o le fale mo le mea e manaʻomia.
Amata ile Qiskit
I luga o lau komepiuta patino poʻo le Jupyter Notebook o loʻo talimalo IBM, e mafai ona e faʻapipiʻiina i le lotoifale. Tusi le code lea e fa'apipi'i fa'apitonu'u ile komepiuta Windows:
Matou te manaʻomia le lesitala iinei ina ia mafai ai ona maua le API faʻailoga e mafai ai ona matou faʻaogaina masini quantum a le IBM, ona mafai lea ona matou amata galulue ma le upega tafaʻilagi a le kamupani. E mafai ona e mafaufauina le faia o lenei mea e ala i le faʻaogaina o le Qiskit-installed Jupyter Notebook o loʻo tamomoe i luga ole laiga.
E mafai ona e mauaina e ala i le filifilia o lau Faʻamatalaga mai le lisi i le pito i luga taumatau o le itulau, ona filifili lea o faʻamatalaga Faʻamatalaga. E mafai ona e mauaina lau fa'ailoga API i lalo ole vaega ile fa'ailoga API ile tulaga o ***. E kopiina ona ulufale lea i le code lea:
O le taimi lava e faʻatino ai lenei tulafono, o le a faʻasaoina lau faʻailoga API i lau komepiuta, e mafai ai ona e faʻaogaina masini quantum a IBM. Ulufale i lalo e iloa ai pe mafai ona e mauaina sea masini:
Afai o loʻo faʻaogaina le code ua taʻua i luga, e tatau ona e faʻaogaina le code e le gata i luga o lau komepiuta ae faʻapea foʻi i le auina atu o le quantum circuits i masini quantum a IBM ma maua ai faʻaiʻuga.
O lea la, i le faʻaaogaina o le faletusi taʻavale, e mafai ona tatou amata faʻatupuina a tatou muamua quantum algorithm. Matou te amata i le fa'aulufaleina mai o fa'alagolago taua mai Qiskit i la matou poloketi.
Ona matou fausia lea o se tusi resitala quantum lua-qubit ma se tusi resitala masani e lua-bit.
O lea la ua maua uma le matou tusi resitala masani ma le quantum. I le faʻaaogaina o na mea e lua, e mafai ona matou fausia le matagaluega ma afai, i soʻo se taimi i le suiga o le matagaluega, e te manaʻo e tusi ata foliga o le quantum circuit, tusi le code lea:
E mafai ona tatou vaʻai mai le ata o le matagaluega e aofia ai lua kuantum bits ma lua pusi masani.
E pei ona i ai, o lenei matagaluega e leai ni faitotoa, e le fiafia ai. Se'i o tatou fausia le ta'amilosaga e fa'aaoga ai faitoto'a quantum. E pei o le masani faitotoʻa faʻatatau (MA, POO faitotoa) e mo ta'amilosaga numera masani, faitotoa quantum o vaega taua ia o ta'amilosaga quantum.
O le faʻaaogaina o le faitotoa o le Hadamard i le qubit muamua o le laasaga muamua lea i le fatuina o faʻalavelave. Ona, faʻaaogaina lea o le code lea, matou te faʻaopoopoina le lua-qubit faʻatonuina x gaioiga:
O lea la ua fa'aogaina nei masini e lua e fau ai la tatou ta'amilosaga quantum, ua o'o i le taimi e fua ai le quantum bits (qubits), ave na fua, ma teu i totonu o vaega masani. Sei o tatou fatuina le code talafeagai e ausia ai lena mea:
O le ata o loʻo i lalo o loʻo faʻaalia ai le faʻatulagaina o la matou matagaluega:
E tatau ona fa'atino le ta'amilosaga i luga o se masini komepiuta masani. Ua maea le taamilosaga. Ma iloilo taunuuga o lena faasalaga.
O fa'amatalaga na maua mai le fa'atinoina o lea matagaluega o lo'o teuina i le fa'ai'uga fesuia'i. Se'i o tatou fa'aalia nei fa'ai'uga e fa'aaoga ai se fa'asologa o fa'asologa.
O le mea lena e tupu pe a tatou faʻatautaia la tatou taamilosaga quantum. Mo numera 00 ma le 11, matou te maua avanoa e tusa ma le 50%. Na fausia lau komipiuta muamua komipiuta quantum circuit. Fa'afetai!
Fa'aoga ole Qiskit Quantum Computing
Qiskit Tupe
O se fa'aputuga o mea faigaluega fa'ata'ita'i ma talosaga e ofoina mai e le Qiskit Finance. E aofia ai le fa'aliliuga a le Ising mo le fa'avasegaina o fa'amaumauga, tu'uina atu fa'amatalaga mo fa'amatalaga moni pe fa'afuase'i, ma fa'atinoga mo le fa'atauina o filifiliga tau tupe eseese po'o su'esu'ega tau aitalafu.
Qiskit Natura
Apps pei gaugau polotini ma fausaga faaeletonika/vibronic O fa'atusatusaga mo le fiafia ma le eleele e lagolagoina e Qiskit Nature.
E ofoina atu vaega uma e manaʻomia mo le faʻafesoʻotaʻi o tulafono faʻapitoa ma faʻaliliu otometi i faʻaaliga eseese e manaʻomia e komepiuta quantum.
Qiskit Machine Learning
Quantum masini suʻesuʻe auala e faʻaaogaina e faʻafeiloaʻi ai faʻafitauli eseese, e pei o le regression ma le faʻavasegaina, o loʻo tuʻuina mai e le Qiskit Machine Learning faʻapea foʻi ma fatuga faʻavae ma quantum neural networks (QNNs) e fai ma poloka fale.
E mafai ai fo'i ona feso'ota'i QNNs i le PyTorch mo le fa'amoemoe e tu'ufa'atasia elemene quantum i galuega masani.
Qiskit Optimization
O le Qiskit Optimization e ofoina atu le tele o 'au'aunaga fa'apitoa, e aofia ai fa'ata'ita'iga maualuga o fa'afitauli fa'atatau, fa'aliliu fa'aautomatika o fa'afitauli i fa'aaliga mana'omia, ma se fa'aputuga o metotia fa'atatau faigofie.
iʻuga
I le fa'ai'uga, e ui ina tele tausaga o lo'o maua nei le supercomputer sili ona vave, e mafai e komipiuta quantum ona vave fa'asolo i auala fa'ailoga o lo'o iai nei.
E ui lava i le mea moni e faapea o le quantum computers o le a mafai ona talepeina le tele o faiga faʻailoga o loʻo faʻaaogaina i aso nei, o loʻo faʻamoemoeina o le a latou faia ni mea e sui ai hack-proof.
O le fa'amalieina o fa'afitauli o se malosi lea o komipiuta quantum. Mo nisi faʻamatalaga, faʻamolemole asiasi Qiskit GitHub.
Tuua se tali