טיש פון קאָנטענץ[באַהאַלטן][ווייַזן]
קוואַנטום קאַמפּיוטינג פּראַסעסאַז דאַטן ניצן קוואַנטום מאַקאַניקס פּרינסאַפּאַלז. ווי אַ רעזולטאַט, קוואַנטום קאַמפּיוטינג ריקווייערז אַ אַנדערש צוגאַנג ווי קלאַסיש קאַמפּיוטינג. דער פּראַסעסער געניצט אין קוואַנטום קאָמפּיוטערס איז איין ביישפּיל פון דעם דיסטינגקשאַן.
כאָטש בעקאַבאָלעדיק קאָמפּיוטערס נוצן סיליציום-באזירט פּראַסעסערז, קוואַנטום קאָמפּיוטערס נוצן קוואַנטום סיסטעמען ווי אַטאָמס, ייאַנז, פאָטאָנס אָדער עלעקטראָנס. זיי נוצן קוואַנטום פֿעיִקייטן צו פאָרשטעלן ביטן וואָס קענען זיין באשאפן אין פאַרשידן קוואַנטום סופּערפּאָסישאַנז פון 1 און 0.
אַזוי, וואָס פּונקט טוט דער טערמין "קוואַנטום" מיינען אין דעם קאָנטעקסט? איז עס אַ באַטייטיק שפּרינגען?
דער טערמין קוואַנטום איז דערייווד פון די לאַטייַן וואָרט קוואַנטום, וואָס מיטל "קוואַנטום". עס איז אַ "דיסקרעטע קוואַנטיטי פון ענערגיע פּראַפּאָרשאַנאַל אין מאַגנאַטוד צו די אָפטקייַט פון די ראַדיאַציע עס רעפּראַזענץ" אין פיזיק. דיסקרעטע רעפערס צו עפּעס וואָס איז ניט קעסיידערדיק אדער בוילעט. קוואַנטום רעפערס צו יינציק אָדער באַטייַטיק אַמאַונץ אין דעם זינען.
וואָס איז קוואַנטום קאַמפּיוטינג?
קוואַנטום קאַמפּיוטינג איז ניצן אַלגעבראַיק מעטהאָדס צו בויען אַלגערידאַמז פֿאַר חשבונות, וואָס זענען אָפט די זעלבע אָדער ענלעך צו די געניצט אין קוואַנטום פיזיק. קוואַנטום מאַקאַניקס, אין קער, רעפערס צו אַ יקערדיק פיזיק טעאָריע וואָס דייווז אין דער דערקלערונג פון נאַטור ס גשמיות מידות אין די גרייס פון אַטאָמס און סובאַטאָמיק פּאַרטיקאַלז.
A קוואַנטום קאָמפּיוטער איז אַזוי אַ כייפּאַטעטיקאַל קאָמפּיוטער טויגעוודיק פון ימפּלאַמענינג אַזאַ אַלגערידאַמז. ווי אַ רעזולטאַט, קוואַנטום קאָמפּיוטערס זענען פאַנדאַמענטאַלי באזירט אויף קוואַנטום ביטן, אויך באקאנט ווי קווביטס, וואָס קען זיין באשאפן פון אַ איין עלעקטראָן.
די קוואַנטום מאַטעריאַל ביכייווז לויט די כּללים פון קוואַנטום מאַקאַניקס, ניצן די באַגריף ווי פּראָבאַביליסטיק קאַמפּיוטיישאַן, סופּערפּאָסיטיאָן, און ענטאַנגלעמענט. די אידעעס דינען ווי דער יסוד פֿאַר קוואַנטום אַלגערידאַמז, וואָס נוצן די קייפּאַבילאַטיז פון קוואַנטום קאָמפּיוטערס צו מאַכנ זיך קאָמפּליצירט פּראָבלעמס.
אין דעם אַרטיקל, איך וועט דיסקוטירן אַלע איר דאַרפֿן צו וויסן וועגן קוואַנטום ענטאַנגגאַלמאַנט.
וואָס איז קוואַנטום פאַרשפּרייטונג?
קוואַנטום ענטאַנגלעמענט אַקערז ווען צוויי סיסטעמען זענען אַזוי ענג לינגקט אַז וויסן וועגן איינער גיט איר באַלדיק וויסן פון די אנדערע, קיין ענין ווי ווייַט באַזונדער זיי זענען.
וויסנשאפטלער ווי איינשטיין זענען געווען צעמישט איבער דעם דערשיינונג, וואָס ער האָט דאַבד "אַ ספּוקי קאַמף אין אַ ווייַטקייט" זינט עס צעבראכן די הערשן אַז קיין אינפֿאָרמאַציע קענען זיין געשיקט שנעלער ווי די גיכקייַט פון ליכט. נאָך יקספּעראַמאַנץ ניצן פאָטאָנס און עלעקטראָנס, אָבער, וועראַפייד ענטאַנגגאַלמאַנט.
ענטאַנגלעמענט איז די קאָרנערסטאָון פון קוואַנטום קאַמפּיוטינג. קוואַנטום ענטאַנגלעמענט אין פיזיק רעפערס צו אַ העכסט שטאַרק פֿאַרבינדונג צווישן קוואַנטום פּאַרטיקאַלז. דער קשר איז אַזוי שטאַרק אַז צוויי אָדער מער קוואַנטום פּאַרטיקאַלז קענען זיין ינעקסאָראַבלי פארבונדן בשעת זיי זענען אפגעשיידט דורך ריזיק דיסטאַנסאַז.
צו פאַרשטיין דעם, באַטראַכטן אַ פּשוט פאַרגלייַך וואָס איז נישט שייך צו פיזיק אָדער קאַמפּיוטינג. באַטראַכטן וואָס וואָלט פּאַסירן אויב נישט איין, אָבער צוויי קאָינס זענען טאָסט. געווענליך, צי איין מאַטבייע לאנדט אויף קעפ אָדער עקן, האָט אַ ביסל שײַכות צו דער רעזולטאַט פון דער צווייטער מאַטבייע.
אָבער, אין דעם פאַל פון ענטאַנגגאַלמאַנט, ביידע טיילן זענען פארבונדן אָדער ענטאַנגגאַלד, ראַגאַרדלאַס פון צי זיי זענען פיזיקלי באַזונדער. אין דעם פאַל, אויב איין מאַטבייע לאַנדיד אויף קעפ, די רגע מאַטבייע וועט אויך ווייַזן קעפ, און וויצע ווערסאַ.
פארשטאנד פון קוואַנטום ענטאַנגגאַלמאַנט (מיט בייַשפּיל)
קוואַנטום ענטאַנגלעמענט איז טאַקע אַ סיטואַציע אין וואָס צוויי סיסטעמען (טיפּיקלי עלעקטראָנס אָדער פאָוטאַנז) זענען אַזוי ענג לינגקט אַז אַקוויירינג אינפֿאָרמאַציע וועגן איין סיסטעם ס "שטאַט" (די ריכטונג פון די עלעקטראָן ס ומדריי, זאָגן "אַרויף") וואָלט געבן טייקעף וויסן וועגן די אנדערע סיסטעם. "שטאַט" (די ריכטונג פון די צווייטע עלעקטראָן ס ספּין, זאָגן "אַראָפּ") ראַגאַרדלאַס פון ווי ווייַט באַזונדער די סיסטעמען עקסיסטירן.
די פראַסעס "רעגע" און "ראַגאַרדלאַס פון ווי ווייַט באַזונדער זיי זענען" זענען באַטייַטיק. די דערשיינונג האט פארפלעקט וויסנשאפטלער ווי איינשטיין, ווייל די שטאַט איז נישט דעפינירט ביז מען מעסטן עס, און אינפארמאציע טראנסמיסיע אנטזאגט די קלאסישע פיזיק הערשן אז אינפארמאציע קען נישט פירן שנעלער ווי די ליכט-גיכקייט.
אָבער, ענטאַנגלעמענט איז פּראָווען צו נוצן ביידע פאָוטאַנז און עלעקטראָנס זינט די 1980 ס, דאַנק צו פאָרשונג און טעסטינג וואָס אנגעהויבן אין די 1980 ס.
צוויי סובאַטאָמישע פּאַרטיקאַלז (עלעקטראַנז) קענען זיין געשאפן אַזוי אַז זיי קענען זיין דיסקרייבד דורך אַ איין כוואַליע פֿונקציע. ענטאַנגלעמענט קען זיין אַטשיווד אין איין אופֿן דורך אַלאַוינג אַ פאָטער פּאַרטאַקאַל מיט נול ספּינז צו פאַרפוילן אין צוויי ענטאַנגגאַלד טאָכטער פּאַרטיקאַלז מיט גלייַך אָבער פאַרקערט ספּינז.
אויב צוויי טאָכטער פּאַרטיקאַלז טאָן ניט ינטעראַקט מיט עפּעס, זייער כוואַליע פאַנגקשאַנז וועט בלייַבן גלייַך און אַפּאָוזינג קיין ענין ווי ווייַט באַזונדער זיי זענען געמאסטן. ססיענטיסץ באשלאסן דורך טעסטינג אַז די צייט פון ענטאַנגגאַלמאַנט האט קיין פּראַל אויף די אינפֿאָרמאַציע.
אַנשטאָט, אינפֿאָרמאַציע איז געשיקט צו די אנדערע פּאַרטאַקאַל מיט אַ קורס פאַסטער ווי די גיכקייַט פון ליכט בלויז ווען איין פּאַרטאַקאַל ס אינפֿאָרמאַציע איז געמאסטן.
ווי אַ רעזולטאַט, אינפֿאָרמאַציע פלאָוז אין דעם גאַנג. אָבער מיר האָבן קיין קאָנטראָל איבער עס - דעם מאַנגל פון קאָנטראָל ריסטריקץ די ניצט פון קוואַנטום ענטאַנגלעמענט, אַזאַ ווי שיקן אַ אָנזאָג אָדער אנדערע אינפֿאָרמאַציע פאַסטער ווי די גיכקייַט פון ליכט.
וואָס ראָלע שפּילט ענטאַנגלעמענט אין קוואַנטום קאַמפּיוטינג?
טשאַנגינג די שטאַט פון אַ ענטאַנגגאַלד קוביט טייקעף ענדערונגען די שטאַט פון די פּערד קוביט אין קוואַנטום קאָמפּיוטערס. ווי אַ רעזולטאַט, ענטאַנגלעמענט אַקסעלערייץ די פּראַסעסינג גיכקייַט פון קוואַנטום קאָמפּיוטערס.
ווייַל פּראַסעסינג איין קוביט ריווילז אינפֿאָרמאַציע וועגן סך קוביטס, דאַבלינג די נומער פון קוביטס טוט נישט דאַווקע פאַרגרעסערן די נומער פון פּראַסעסאַז (ד"ה די ענטאַנגגאַלד קוביטס).
קוואַנטום ענטאַנגלעמענט, לויט שטודיום, איז פארלאנגט פֿאַר אַ קוואַנטום אַלגערידאַם צו צושטעלן אַ עקספּאָונענשאַל ספּידאַפּ איבער קלאַסיש חשבונות.
ענטאַנגלעמענט אַפּלאַקיישאַנז אין קוואַנטום קאַמפּיוטינג
עטלעכע אַפּלאַקיישאַנז קענען נוץ פון דעם איין-פון-אַ-מין גשמיות קוואַליטעט, וואָס וועט טוישן אונדזער פאָרשטעלן און צוקונפֿט. קוואַנטום ענקריפּשאַן, סופּערדענסע קאָודינג, אפֿשר פאַסטער-ווי-ליכט טראַנסמיסיע, און אפילו טעלעפּאָרטאַטיאָן קען אַלע זיין ענייבאַלד דורך ענטאַנגגאַלמאַנט.
קוואַנטום קאָמפּיוטערס האָבן די פּאָטענציעל צו מאַכנ צייט און פּראַסעסינג מאַכט-אינטענסיווע טשאַלאַנדזשיז אין אַ פאַרשיידנקייַט פון ינדאַסטריז, אַרייַנגערעכנט פינאַנצן און באַנקינג.
קוואַנטום ענטאַנגלעמענט איז אַ דערשיינונג וואָס קען העלפֿן אַזאַ קאָמפּיוטערס דורך רידוסינג די סומע פון צייט און פּראַסעסינג מאַכט פארלאנגט צו שעפּן דאַטן לויפן צווישן זייער קוויץ.
1. קוואַנטום קריפּטאָגראַפי
אין קלאסישע קריפּטאָגראַפי, דער סענדער ענקאָוד די אָנזאָג מיט איין שליסל, בשעת דער באַקומער דעקאָדעס עס מיט די שערד שליסל. אָבער, עס איז אַ געפאַר אַז אַ דריט פּאַרטיי וועט באַקומען וויסן וועגן די שליסלען און קענען צו ינטערסעפּט און אַנדערמיין קריפּטאָגראַפי.
שאפן אַ זיכער קאַנאַל צווישן די צוויי פּאַרטיעס איז די קאָרנערסטאָון צו אַנברייקאַבאַל קריפּטאָגראַפי. אַנטשולדיקן קענען אָנמאַכן דעם. ווי די צוויי סיסטעמען זענען פארשפרייט, זיי זענען קאָראַלייטאַד מיט יעדער אנדערער (ווען איינער ענדערט זיך, אויך די אנדערע), און קיין דריט פּאַרטיי וועט טיילן דעם קאָראַליישאַן.
קוואַנטום קריפּטאָגראַפי אויך בענעפיץ פון קיין קלאָונינג, וואָס מיטל אַז עס איז אוממעגלעך צו דזשענערייט אַן יידעניקאַל רעפּליקע פון אַן אומבאַקאַנט קוואַנטום שטאַט. ווי אַ רעזולטאַט, עס איז אוממעגלעך צו רעפּלאַקייט דאַטן ענקאָודיד אין אַ קוואַנטום שטאַט.
מיט אַן ימפּענאַטראַבאַל קוואַנטום שליסל פאַרשפּרייטונג, קוואַנטום קריפּטאָגראַפי איז שוין איינגעזען (QKD). QKD ניצט ראַנדאַמלי פּאָולערייזד פאָוטאַנז צו יבערגעבן אינפֿאָרמאַציע וועגן דעם שליסל. דער באַקומער דיסייפערז די שליסל ניצן פּאָולערייזינג פילטערס און די טעכניק געניצט צו ענקריפּט די אָנזאָג.
די סוד דאַטן זענען נאָך טראַנספערד דורך נאָרמאַל קאָמוניקאַציע שורות, אָבער בלויז די פּינטלעך קוואַנטום שליסל קענען דעקאָדע די אָנזאָג. ווייַל "לייענען" די פּאָולערייזד פאָוטאַנז ענדערונגען זייער שטאַטן, יעדער יוזדראַפּינג אַלערץ די קאַמיונאַקייטערז צו די ינטרוזשאַן.
QKD טעכנאָלאָגיע איז דערווייַל קאַנסטריינד דורך פיברע אַפּטיק קאַבלע, וואָס קענען צושטעלן אַ פאָטאָן פֿאַר אַרום 100 קילאמעטער איידער עס איז צו שוואַך צו באַקומען. אין 2004, דער ערשטער ענטאַנגגאַלד QKD באַנק אַריבערפירן איז פארגעקומען אין עסטרייַך.
צו מאַכן זיכער אַז די טראַנסמיסיע פון אַנברייקאַבאַל און טאַמפּער-דערווייַז קאָמוניקאַציע וואָס איז פּראַבאַבלי זיכער באזירט אויף גשמיות פּרינסאַפּאַלז האט קלאָר ווי דער טאָג אַפּלאַקיישאַנז אין פינאַנצן, באַנקינג, מיליטעריש, מעדיציניש און אנדערע סעקטאָרס. עטלעכע געשעפטן נוצן איצט ענטאַנגגאַלד QKD.
2. קוואַנטום טעלעפּאָרטאַטיאָן
קוואַנטום טעלעפּאָרטאַטיאָן איז אויך דער מעטאָד פון טראַנסמיטינג קוואַנטום אינפֿאָרמאַציע צווישן צוויי פּאַרטיעס, אַזאַ ווי פאָוטאַנז, אַטאָמס, עלעקטראָנס און סופּערקאַנדוקטינג סערקאַץ. לויט פאָרשונג, טעלעפּאָרטאַטיאָן אַלאַוז QCs צו לויפן פּאַראַלעל בשעת ניצן ווייניקער עלעקטרע לאָוערינג מאַכט באַניץ מיט 100 צו 1000 מאל.
די דיסטינגקשאַן צווישן קוואַנטום טעלעפּאָרטאַטיאָן און קוואַנטום קריפּטאָגראַפי איז ווי גייט:
- עקסטשאַנגעס פון קוואַנטום טעלעפּאָרטאַטיאָן איבער אַ קלאַסיש קאַנאַל, "קוואַנטום" אינפֿאָרמאַציע איז געשיקט.
- עקסטשאַנגעס פון קוואַנטום קריפּטאָגראַפי איבער אַ קוואַנטום קאַנאַל, "קלאַסיש" אינפֿאָרמאַציע איז געשיקט.
די מאַכט באדערפענישן פון קוואַנטום קאָמפּיוטערס דזשענערייט היץ, וואָס איז אַ אַרויסרופן ווייַל זיי מוזן אַרבעטן אין אַזאַ נידעריק טעמפּעראַטורעס. טעלעפּאָרטאַטיאָן האט די פּאָטענציעל צו פירן צו פּלאַן סאַלושאַנז וואָס וועט פאַרגיכערן די אַנטוויקלונג פון קוואַנטום קאַמפּיוטינג.
3. בייאַלאַדזשיקאַל סיסטעם
דער מענטש גוף, ווי אַלע באשעפענישן, איז קעסיידער טשאַנגינג רעכט צו דער ינטעראַקשאַן פון מיליאַנז פון כעמישער און בייאַלאַדזשיקאַל פּראַסעסאַז. ביז לעצטנס, זיי זענען אנגענומען צו זיין לינעאַר, מיט "א" לידינג צו "ב." אָבער, קוואַנטום ביאָלאָגי און ביאָפיסיקס האָבן אַנקאַווערד אַ ריזיק סומע פון קאָהעראַנס אין בייאַלאַדזשיקאַל סיסטעמען, מיט QE פּלייינג אַ ראָלע.
די וועג די דייווערס סאַבוניץ פון פּראָטעין סטראַקטשערז זענען פּאַקט צוזאַמען איז דעוועלאָפּעד צו לאָזן סוסטאַינעד קוואַנטום ענטאַנגגאַלמאַנט און קאָוכיראַנס. קוואַנטום ביאָלאָגי איז נאָך אַ טעאָרעטיש טעמע מיט פאַרשידן אַנאַנסערד קאַנסערנז; ווען זיי זענען גערעדט, אַפּלאַקיישאַנז אין מעדיצין וועט ווערן ינקריסינגלי קענטיק.
קוואַנטום קאַמפּיוטינג, אין טעאָריע, קען בעסער ריזעמבאַל נאַטור (דורך סימיאַלייטינג אַטאָמישע באַנדינג) און קוואַנטום בייאַלאַדזשיקאַל סיסטעמען ווי קלאסישע קאָמפּיוטערס.
4. סופּערדענסע קאָודינג
סופּערדענסע קאָדירונג איז דער אופֿן פון טראַנסמיטינג צוויי קאַנווענשאַנאַל ביטן פון אינפֿאָרמאַציע ניצן אַ איין ענטאַנגגאַלד קוביט. קאָד וואָס איז סופּער-געדיכט קענען:
- אַלאַוז דער באַניצער צו שיקן האַלב פון וואָס איז דארף צו רעקאָנסטרוירן אַ קלאַסיש אָנזאָג פאָרויס פון צייט, אַלאַוינג דער באַניצער צו יבערגעבן מיט טאָפּל די גיכקייַט ביז די פאַר - איבערגעגעבן קוויץ לויפן אויס.
- א צוויי-וועג קוואַנטום קאַנאַל ס קאַפּאַציטעט אין איין ריכטונג איז דאַבאַלד.
- גער הויך-לייטאַנסי באַנדווידט צו נידעריק-לייטאַנסי באַנדווידט דורך טראַנסמיטינג האַלב פון די דאַטן איבער די הויך-לייטאַנסי קאַנאַל צו שטיצן די דאַטן וואָס קומען אין די נידעריק-לייטאַנסי קאַנאַל.
יעדער דור פון קאָמוניקאַציע האט גערופֿן מער דאַטן אַריבערפירן. א פאַרגלייַכלעך געווינס אין אינפֿאָרמאַציע וועט זיין מעגלעך מיט סופּערדענסע קאָודינג.
סאָף
קוואַנטום ענטאַנגלעמענט קען לאָזן אונדז צו אַרבעטן מיט דאַטן אין ביז אַהער אַנימאַדזשינאַבאַל וועגן. דורך ינטאַגרייטינג קוואַנטום קאַמפּיוטינג מיט ענטאַנגגאַלמאַנט, מיר קענען ענטפֿערן ישוז וואָס דאַרפן אַ מאַסיוו סומע פון דאַטן אין אַ מער עפעקטיוו און זיכער שטייגער.
מיט די אַדישאַן פון בייאַלאַדזשיקאַל און אַסטראַנאַמיקאַל אַפּלאַקיישאַנז, QE קען זיין געוויינט צו ענטפֿערן די ישוז וואָס מענטשן האָבן לאַנג געטראכט: פֿון וואַנען זענען מיר געקומען און ווי האָט דאָס אַלץ אָנגעהויבן?
די מער טעכנאָלאָגיע אַדוואַנסיז, די מער אַפּלאַקיישאַנז מיר וועלן געפֿינען פֿאַר עס - עס האט אַ ריזיק צוזאָג!
לאָזן אַ ענטפֿערן