டிஜிட்டல் மாற்றம் முன்பை விட வேகமாக உலகை மாற்றி வருகிறது. டிஜிட்டல் யுகத்தின் முக்கியக் கருத்துகளைப் பற்றி அறிந்து கொள்வது, தற்போதுள்ள மாடல்களை வியக்க வைக்கும் வேகம் மற்றும் சக்தியுடன் மாற்றும் திறன் கொண்ட மற்றொரு புதிய தொழில்நுட்ப அலையின் உடனடி வருகையுடன் மிகவும் முக்கியமானதாக மாறும்: குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்.
இந்த கட்டுரையில், பாரம்பரிய கம்ப்யூட்டிங் மற்றும் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கின் அடிப்படைக் கருத்துகளை ஒப்பிடுகிறோம், மேலும் பல்வேறு பகுதிகளில் அவற்றின் பயன்பாட்டை ஆராயத் தொடங்குகிறோம்.
குவாண்டம் பண்புகள் என்றால் என்ன?
வரலாறு முழுவதும், மனிதர்கள் அறிவியலின் மூலம் இயற்கையின் செயல்பாடுகளைப் புரிந்துகொண்டதால் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கியுள்ளனர். 1900 மற்றும் 1930 களுக்கு இடையில், இன்னும் நன்கு புரிந்து கொள்ளப்படாத சில இயற்பியல் நிகழ்வுகளின் ஆய்வு ஒரு புதிய இயற்பியல் கோட்பாட்டிற்கு வழிவகுத்தது: குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ். இந்த கோட்பாடு நுண்ணிய உலகின் செயல்பாடுகள், மூலக்கூறுகள், அணுக்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் இயற்கையான வாழ்விடத்தை விவரிக்கிறது மற்றும் விளக்குகிறது.
இந்த நிகழ்வுகளை விளக்குவது மட்டுமல்லாமல், துணை அணு யதார்த்தம் முற்றிலும் எதிர் உள்ளுணர்வு, கிட்டத்தட்ட மாயாஜால வழியில் செயல்படுகிறது என்பதையும், நுண்ணிய உலகில் நிகழாத நிகழ்வுகள் நடைபெறுகின்றன என்பதையும் புரிந்து கொள்ள முடிந்தது. மேக்ரோஸ்கோபிக் உலகம்.
இந்த குவாண்டம் பண்புகளில் குவாண்டம் சூப்பர்போசிஷன், குவாண்டம் என்டாங்கிள்மென்ட் மற்றும் குவாண்டம் டெலிபோர்ட்டேஷன் ஆகியவை அடங்கும்.
- குவாண்டம் சூப்பர்போசிஷன் ஒரு துகள் ஒரே நேரத்தில் வெவ்வேறு நிலைகளில் எப்படி இருக்கும் என்பதை விவரிக்கிறது.
- குவாண்டம் சிக்கல் இரண்டு துகள்களை எப்படி ஒரு "சிக்கல்" நிலைக்கு கொண்டு வர முடியும் என்பதை விவரிக்கிறது, அதன் பிறகு, அவற்றின் உடல் தூரம் இருந்தபோதிலும், கிட்டத்தட்ட ஒரே நேரத்தில் அதே வழியில் பதிலளிக்கிறது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், அவை விரும்பியபடி வெகு தொலைவில் வைக்கப்படலாம், மேலும் ஒருவருடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, மற்றொன்று அதே தொடர்புக்கு வினைபுரிகிறது.
- குவாண்டம் டெலிபோர்டேஷன் குவாண்டம் என்டாங்கிள்மென்ட் மூலம் விண்வெளியில் பயணம் செய்யாமல் ஒரு இடத்திலிருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு தகவலை அனுப்புகிறது.
குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் என்பது துணை அணு இயற்கையின் இந்த குவாண்டம் பண்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது.
இந்நிலையில், இன்றைய குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ் மூலம் நுண்ணிய உலகத்தைப் பற்றிய புரிதல், மக்களின் வாழ்க்கையை மேம்படுத்தும் திறன் கொண்ட தொழில்நுட்பங்களைக் கண்டுபிடித்து வடிவமைக்க உதவுகிறது. குவாண்டம் நிகழ்வுகளைப் பயன்படுத்தும் பல்வேறு தொழில்நுட்பங்கள் உள்ளன, அவற்றில் சில லேசர்கள் அல்லது காந்த அதிர்வு இமேஜிங் (எம்ஆர்ஐ) போன்றவை அரை நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக உள்ளன.
குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் என்றால் என்ன?
குவாண்டம் கணினிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் புரிந்து கொள்ள, இந்தக் கட்டுரையில் டிஜிட்டல் அல்லது கிளாசிக்கல் கணினிகள் என நாம் தினமும் பயன்படுத்தும் கணினிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதை முதலில் விளக்குவது பயனுள்ளது. இவை, டேப்லெட்டுகள் அல்லது மொபைல் போன்கள் போன்ற மற்ற எல்லா மின்னணு சாதனங்களைப் போலவே, பிட்களையும் அவற்றின் நினைவகத்தின் அடிப்படை அலகுகளாகப் பயன்படுத்துகின்றன. இதன் பொருள் நிரல்களும் பயன்பாடுகளும் பிட்களில் குறியாக்கம் செய்யப்படுகின்றன, அதாவது பூஜ்ஜியங்கள் மற்றும் ஒன்றுகளின் பைனரி மொழியில்.
ஒவ்வொரு முறையும் இந்த சாதனங்களில் ஏதேனும் ஒன்றை நாம் தொடர்பு கொள்ளும்போது, எடுத்துக்காட்டாக, விசைப்பலகையில் ஒரு விசையை அழுத்துவதன் மூலம், பூஜ்ஜியங்களின் சரங்கள் மற்றும் அவை கணினியில் உருவாக்கப்படுகின்றன, அழிக்கப்படுகின்றன மற்றும்/அல்லது மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன.
சுவாரசியமான கேள்வி என்னவென்றால், இந்த பூஜ்ஜியங்கள் மற்றும் கணினியில் உள்ளவை என்ன? பிட்களின் பூஜ்ஜியம் மற்றும் ஒரு நிலைகள் சுவிட்சுகளாக செயல்படும் டிரான்சிஸ்டர்கள் எனப்படும் நுண்ணிய பகுதிகள் மூலம் பாயும் மின்னோட்டத்திற்கு ஒத்திருக்கும். மின்னோட்டம் பாயாமல் இருக்கும்போது, டிரான்சிஸ்டர் "ஆஃப்" ஆனது மற்றும் பிட் 0 க்கு ஒத்திருக்கும், மேலும் அது பாயும் போது, அது "ஆன்" மற்றும் பிட் 1 க்கு ஒத்திருக்கும்.
இன்னும் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட வடிவத்தில், பிட்கள் 0 மற்றும் 1 துளைகளுக்கு ஒத்ததாக இருக்கும், அதனால் ஒரு காலியான துளை பிட் 0 ஆகவும், எலக்ட்ரான் ஆக்கிரமித்துள்ள துளை பிட் 1 ஆகவும் இருக்கும். இன்றைய கணினிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பது பற்றி இப்போது நமக்கு ஒரு யோசனை உள்ளது. , குவாண்டம் கணினிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள முயற்சிப்போம்.
பிட்கள் முதல் குவிட்ஸ் வரை
குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கில் தகவலின் அடிப்படை அலகு குவாண்டம் பிட் அல்லது குவிட் ஆகும். Qubits என்பது, வரையறையின்படி, இரண்டு-நிலை குவாண்டம் அமைப்புகளாகும், அவை பிட்களைப் போலவே, குறைந்த அளவில் இருக்கும், இது 0 என வரையறுக்கப்பட்ட குறைந்த உற்சாகம் அல்லது ஆற்றலின் நிலைக்கு ஒத்திருக்கும்; அல்லது உயர் மட்டத்தில், இது அதிக உற்சாக நிலைக்கு ஒத்திருக்கும் அல்லது 1 என வரையறுக்கப்படுகிறது.
இருப்பினும், கிளாசிக்கல் கம்ப்யூட்டிங்கின் அடிப்படை வேறுபாடு இங்கே உள்ளது, அரை 0 மற்றும் அரை 1 அல்லது முக்கால்வாசி 0 மற்றும் கால் பகுதி போன்ற 1 மற்றும் 0 க்கு இடையில் உள்ள எண்ணற்ற இடைநிலை நிலைகளில் எதிலும் குவிட்கள் இருக்கலாம். இன் 1. இந்த நிகழ்வு குவாண்டம் சூப்பர்போசிஷன் என அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் குவாண்டம் அமைப்புகளில் இயற்கையானது.
குவாண்டம் அல்காரிதம்கள்: அதிவேகமாக அதிக சக்தி வாய்ந்த மற்றும் திறமையான கம்ப்யூட்டிங்
குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களின் நோக்கம், குவாண்டம் அமைப்புகளாக, குவாண்டம் அமைப்புகளின் இந்த குவாண்டம் பண்புகளைப் பயன்படுத்தி, கிளாசிக்கல்களை விட அதிக செயலாக்க சக்தியை வழங்க சூப்பர்போசிஷன் மற்றும் என்டாங்கிள்மென்ட்டைப் பயன்படுத்தும் குவாண்டம் அல்காரிதம்களை இயக்க முடியும்.
உண்மையான முன்னுதாரண மாற்றம் என்பது டிஜிட்டல் அல்லது கிளாசிக்கல் கம்ப்யூட்டர்கள்-தற்போதைய கணினிகள் செய்யும் அதே செயலைச் செய்வதில்லை, ஆனால் வேகமாக, பல கட்டுரைகள் தவறாகக் கூறுவது போல், குவாண்டம் அல்காரிதம்கள் சில செயல்பாடுகளை அனுமதிக்கின்றன. முற்றிலும் மாறுபட்ட முறையில் நிகழ்த்தப்பட்டது; இது மிகவும் திறமையானது -அதாவது, மிகக் குறைந்த நேரத்தில் அல்லது மிகக் குறைவான கணக்கீட்டு வளங்களைப் பயன்படுத்துகிறது.
இது எதைக் குறிக்கிறது என்பதற்கான உறுதியான உதாரணத்தைப் பார்ப்போம். நாங்கள் சான் பிரான்சிஸ்கோவில் இருக்கிறோம் என்று கற்பனை செய்துகொள்வோம், நியூயார்க்கிற்குச் செல்வதற்கான ஒரு மில்லியன் விருப்பங்களில் (N=1,000,000) சிறந்த வழி எது என்பதை அறிய விரும்புகிறோம். உகந்த வழியைக் கண்டறிய கணினிகளைப் பயன்படுத்த, நாம் 1,000,000 விருப்பங்களை டிஜிட்டல் மயமாக்க வேண்டும், இது கிளாசிக்கல் கணினிக்கான பிட் மொழியாகவும் குவாண்டம் கணினிக்கான குவிட்களாகவும் மொழிபெயர்ப்பதைக் குறிக்கிறது.
ஒரு கிளாசிக்கல் கம்ப்யூட்டர் விரும்பிய வழியைக் கண்டுபிடிக்கும் வரை எல்லாப் பாதைகளிலும் ஒவ்வொன்றாகச் செல்ல வேண்டியிருக்கும் போது, குவாண்டம் கணினியானது குவாண்டம் பேரலலிசம் எனப்படும் ஒரு செயல்முறையைப் பயன்படுத்திக் கொள்கிறது. பயன்படுத்தப்பட்ட வளங்களை மேம்படுத்துவதன் காரணமாக, கிளாசிக்கல் கம்ப்யூட்டரை விட, குவாண்டம் கணினி மிக விரைவாக உகந்த வழியைக் கண்டறியும் என்பதை இது குறிக்கிறது.
கணக்கீட்டுத் திறனில் உள்ள வேறுபாடுகளைப் புரிந்து கொள்ள, n qubits மூலம் நாம் 2 உடன் என்ன செய்ய முடியும் என்பதற்குச் சமமானதைச் செய்யலாம்.n பிட்கள். சுமார் 2 உடன் என்று அடிக்கடி கூறப்படுகிறது70 பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கையை விட, குவாண்டம் கம்ப்யூட்டரில் அதிக அடிப்படை நிலைகளை நீங்கள் கொண்டிருக்க முடியும் - அதிக வித்தியாசமான மற்றும் ஒரே நேரத்தில் எழுத்துக்களின் சரங்கள் - இது சுமார் 2 என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.80. மற்றொரு உதாரணம் என்னவென்றால், 2000 மற்றும் 2500 குவிட்களுக்கு இடைப்பட்ட குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் மூலம் இன்று பயன்படுத்தப்படும் அனைத்து குறியாக்கவியலையும் (பொது விசை குறியாக்கவியல் என அறியப்படுகிறது) நடைமுறையில் உடைக்க முடியும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.
குறியாக்கவியலைப் பொறுத்தவரை, பயன்படுத்துவதில் பல நன்மைகள் உள்ளன குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங். இரண்டு அமைப்புகள் முற்றிலும் சிக்கலாக இருந்தால், அவை ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்புடையவை என்று அர்த்தம் (அதாவது, ஒன்று மாறும்போது, மற்றொன்றும் மாறுகிறது) மேலும் எந்த மூன்றாம் தரப்பினரும் இந்தத் தொடர்பைப் பகிர்ந்து கொள்ள மாட்டார்கள்.
takeaway
பிளாக்செயின், செயற்கை நுண்ணறிவு, ட்ரோன்கள், இன்டர்நெட் ஆஃப் திங்ஸ், விர்ச்சுவல் ரியாலிட்டி, 5ஜி, 3டி பிரிண்டர்கள், ரோபோக்கள் போன்ற பல்வேறு வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பங்கள் டிஜிட்டல் மாற்றத்தின் காலத்தில் இருக்கிறோம். தன்னாட்சி வாகனங்கள் பல துறைகள் மற்றும் துறைகளில் பெருகிய முறையில் உள்ளன.
வளர்ச்சியை விரைவுபடுத்தி, சமூகத் தாக்கத்தை உருவாக்கி, மனித வாழ்க்கைத் தரத்தை மேம்படுத்தும் வகையில் அமைக்கப்பட்ட இந்தத் தொழில்நுட்பங்கள், தற்போது இணையாக முன்னேறி வருகின்றன. பிளாக்செயின் மற்றும் IoT அல்லது ட்ரோன்கள் போன்ற இந்த இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட தொழில்நுட்பங்களின் கலவையை பயன்படுத்தும் தயாரிப்புகளை உருவாக்கும் தயாரிப்புகளை நாங்கள் அரிதாகவே பார்க்கிறோம். செயற்கை நுண்ணறிவு.
அவை ஒன்றிணைந்து, அதிவேகமாக அதிக தாக்கத்தை உருவாக்குவதற்கு விதிக்கப்பட்டிருந்தாலும், அவை வளர்ச்சியின் ஆரம்ப நிலை மற்றும் டெவலப்பர்கள் மற்றும் தொழில்நுட்ப பின்னணி கொண்டவர்களின் பற்றாக்குறை ஆகியவை ஒன்றிணைவது இன்னும் நிலுவையில் உள்ள பணியாகும்.
அவற்றின் சீர்குலைக்கும் திறன் காரணமாக, குவாண்டம் தொழில்நுட்பங்கள் இந்த அனைத்து புதிய தொழில்நுட்பங்களுடனும் ஒன்றிணைவது மட்டுமல்லாமல், அவை அனைத்திலும் பரந்த தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் சைபர் செக்யூரிட்டி அல்லது பிளாக்செயின் போன்ற கிரிப்டோகிராஃபி மிகவும் பொருத்தமான பாத்திரத்தை வகிக்கும் தொழில்நுட்பங்களில் அதிக தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும், தரவுகளின் அங்கீகாரம், பரிமாற்றம் மற்றும் பாதுகாப்பான சேமிப்பகத்தை அச்சுறுத்தும்.
ஒரு பதில் விடவும்