സമീപ ദശകങ്ങളിൽ, കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ വളരെ വേഗത്തിൽ വികസിച്ചു. വാസ്‌തവത്തിൽ, ഒരു തലമുറയുടെ സ്‌മരണയ്‌ക്കുള്ളിൽ, അവർ വലിയ മുറികൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ബൾക്കി ലാമ്പ് അധിഷ്‌ഠിതവയിൽ നിന്ന് മിനിയേച്ചർ ഗുളികകളിലേക്ക് മാറിയിരിക്കുന്നു. മെമ്മറിയും വേഗതയും അതിവേഗം വർദ്ധിച്ചു. എന്നാൽ അതിശക്തമായ ആധുനിക കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് പോലും നിയന്ത്രണാതീതമായ ജോലികൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ട നിമിഷം വന്നു.

എന്താണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ?

പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ കഴിവുകൾക്കപ്പുറം പുതിയ ജോലികളുടെ ആവിർഭാവം പുതിയ അവസരങ്ങൾ തേടാൻ ഞങ്ങളെ നിർബന്ധിതരാക്കി. കൂടാതെ, പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് പകരമായി, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിൻ്റെ ഘടകങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിൻ്റെ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങൾ കഴിഞ്ഞ നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ തുടക്കത്തിലാണ് രൂപപ്പെടുത്തിയത്. ക്ലാസിക്കൽ ഫിസിക്സിൽ പരിഹാരങ്ങൾ കണ്ടെത്താൻ കഴിയാത്ത ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ നിരവധി പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ അതിൻ്റെ രൂപം സാധ്യമാക്കി.

ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം ഇതിനകം രണ്ടാം നൂറ്റാണ്ടിലാണെങ്കിലും, സ്പെഷ്യലിസ്റ്റുകളുടെ ഒരു ഇടുങ്ങിയ വൃത്തത്തിന് മാത്രമേ അത് ഇപ്പോഴും മനസ്സിലാക്കാവുന്നതേയുള്ളൂ. എന്നാൽ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിൻ്റെ യഥാർത്ഥ ഫലങ്ങളും ഉണ്ട്, അത് നമ്മൾ ഇതിനകം പരിചിതമാണ് - ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ, ടോമോഗ്രഫി. കഴിഞ്ഞ നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ അവസാനത്തിൽ, സോവിയറ്റ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ യു.മാനിൻ ആണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെ സിദ്ധാന്തം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്. അഞ്ച് വർഷത്തിന് ശേഷം, ഡേവിഡ് ഡച്ച് ഒരു ക്വാണ്ടം മെഷീൻ എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിച്ചു.

ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ നിലവിലുണ്ടോ?

എന്നാൽ ആശയങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കുന്നത് അത്ര ലളിതമല്ല. കാലാകാലങ്ങളിൽ, മറ്റൊരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിച്ചതായി റിപ്പോർട്ടുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. അത്തരം വികസനത്തെക്കുറിച്ച് കമ്പ്യൂട്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യവിവരസാങ്കേതികരംഗത്ത് അതികായന്മാരുണ്ട്:

1. പ്രവർത്തനക്ഷമമായ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ ആദ്യമായി നിർമ്മിച്ച കാനഡയിൽ നിന്നുള്ള ഒരു കമ്പനിയാണ് ഡി-വേവ്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ എത്രത്തോളം ക്വാണ്ടം ആണെന്നും അവ നൽകുന്ന ഗുണങ്ങൾ എന്താണെന്നും വിദഗ്ധർക്കിടയിൽ തർക്കമുണ്ട്.
2. IBM ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിച്ചു, കൂടാതെ ഇൻ്റർനെറ്റ് ഉപയോക്താക്കൾക്ക് ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം പരീക്ഷിക്കുന്നതിനായി അതിലേക്കുള്ള പ്രവേശനം തുറന്നു. 2025 ഓടെ, പ്രായോഗിക പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ കഴിവുള്ള ഒരു മോഡൽ സൃഷ്ടിക്കാൻ കമ്പനി പദ്ധതിയിടുന്നു.
3. പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകളേക്കാൾ ക്വാണ്ടത്തിൻ്റെ മികവ് തെളിയിക്കാൻ കഴിവുള്ള ഒരു കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ ഈ വർഷം ഗൂഗിൾ പുറത്തിറക്കുമെന്ന് പ്രഖ്യാപിച്ചു.
4. 2017 മെയ് മാസത്തിൽ, ഷാങ്ഹായിലെ ചൈനീസ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ശക്തമായ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിച്ചതായി പ്രഖ്യാപിച്ചു, സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ് ആവൃത്തിയിലെ അനലോഗ് 24 മടങ്ങ് കവിഞ്ഞു.
5. 2017 ജൂലൈയിൽ, ക്വാണ്ടം ടെക്നോളജീസിനെക്കുറിച്ചുള്ള മോസ്കോ കോൺഫറൻസിൽ, 51-ക്വിറ്റ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിച്ചതായി പ്രഖ്യാപിച്ചു.

ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ പരമ്പരാഗതമായതിൽ നിന്ന് എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു?

ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ തമ്മിലുള്ള അടിസ്ഥാന വ്യത്യാസം കണക്കുകൂട്ടൽ പ്രക്രിയയോടുള്ള അതിൻ്റെ സമീപനമാണ്.

1. ഒരു പരമ്പരാഗത പ്രോസസ്സറിൽ, എല്ലാ കണക്കുകൂട്ടലുകളും രണ്ട് അവസ്ഥകളുള്ള ബിറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, 1 അല്ലെങ്കിൽ 0. അതായത്, നിർദ്ദിഷ്ട വ്യവസ്ഥകൾ പാലിക്കുന്നുണ്ടോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ ഒരു വലിയ അളവിലുള്ള ഡാറ്റ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിലേക്ക് എല്ലാ പ്രവർത്തനങ്ങളും വരുന്നു. ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ക്വിറ്റുകളെ (ക്വാണ്ടം ബിറ്റുകൾ) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ഒരേ സമയം 1, 0, കൂടാതെ 1, 0 എന്നിവയിലും ആയിരിക്കാനുള്ള കഴിവാണ് അവരുടെ സവിശേഷത.
2. ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ കഴിവുകൾ ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു, കാരണം പലർക്കും ആവശ്യമുള്ള ഉത്തരം തിരയേണ്ട ആവശ്യമില്ല. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, പൊരുത്തപ്പെടാനുള്ള ഒരു നിശ്ചിത സാധ്യതയുള്ള ഇതിനകം ലഭ്യമായ ഓപ്ഷനുകളിൽ നിന്ന് ഉത്തരം തിരഞ്ഞെടുത്തു.

ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ എന്തിനുവേണ്ടിയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്?

ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ തത്വം, മതിയായ അളവിലുള്ള പ്രോബബിലിറ്റിയും അത്തരമൊരു പരിഹാരം കണ്ടെത്താനുള്ള കഴിവും ഉള്ള ഒരു പരിഹാരം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിൽ നിർമ്മിച്ചതാണ് ആധുനിക കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, അതിൻ്റെ ഉപയോഗത്തിൻ്റെ ഉദ്ദേശ്യങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഒന്നാമതായി, ഇത്തരത്തിലുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആവിർഭാവം ക്രിപ്‌റ്റോഗ്രാഫർമാരെ ആശങ്കപ്പെടുത്തുന്നു. പാസ്‌വേഡുകൾ എളുപ്പത്തിൽ കണക്കാക്കാനുള്ള ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ കഴിവാണ് ഇതിന് കാരണം. അതിനാൽ, റഷ്യൻ-അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ സൃഷ്ടിച്ച ഏറ്റവും ശക്തമായ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന് കീകൾ നേടാൻ കഴിയും. നിലവിലുള്ള സംവിധാനങ്ങൾഎൻക്രിപ്ഷൻ.

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് കൂടുതൽ ഉപയോഗപ്രദമായ പ്രായോഗിക പ്രശ്നങ്ങളും ഉണ്ട്, അവ പ്രാഥമിക കണങ്ങളുടെ പെരുമാറ്റം, ജനിതകശാസ്ത്രം, ആരോഗ്യ സംരക്ഷണം, സാമ്പത്തിക വിപണികൾ, വൈറസുകളിൽ നിന്ന് നെറ്റ്‌വർക്കുകളെ സംരക്ഷിക്കൽ, ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇൻ്റലിജൻസ് തുടങ്ങി പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് ഇതുവരെ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയാത്ത മറ്റു പലതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ രൂപകല്പന ക്വിറ്റുകളുടെ ഉപയോഗത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ഇനിപ്പറയുന്നവ നിലവിൽ ക്വിറ്റുകളുടെ ഫിസിക്കൽ എക്സിക്യൂഷനുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു:

• മൾട്ടിഡയറക്ഷണൽ കറൻ്റ് ഉള്ള, ജമ്പറുകളുള്ള സൂപ്പർകണ്ടക്ടറുകളാൽ നിർമ്മിച്ച വളയങ്ങൾ;
• ലേസർ ബീമുകൾക്ക് വിധേയമായ വ്യക്തിഗത ആറ്റങ്ങൾ;
• അയോണുകൾ;
• ഫോട്ടോണുകൾ;
• അർദ്ധചാലക നാനോക്രിസ്റ്റലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള ഓപ്ഷനുകൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ - പ്രവർത്തന തത്വം

ഒരു ക്ലാസിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടർ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതിന് ഉറപ്പുണ്ടെങ്കിൽ, ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്ന ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം നൽകുന്നത് എളുപ്പമല്ല. ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ വിവരണം മിക്കവർക്കും അവ്യക്തമായ രണ്ട് വാക്യങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്:

• സൂപ്പർപോസിഷൻ തത്വം- ഞങ്ങൾ 1, 0 സ്ഥാനങ്ങളിൽ ഒരേസമയം കഴിയുന്ന ക്വിറ്റുകളെക്കുറിച്ചാണ് സംസാരിക്കുന്നത്. ഓപ്‌ഷനുകളിലൂടെ അടുക്കുന്നതിന് പകരം ഒരേ സമയം നിരവധി കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്താൻ ഇത് നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് സമയത്തിന് വലിയ നേട്ടം നൽകുന്നു;
• ക്വാണ്ടം എൻടാൻഗിൽമെൻ്റ്- A. ഐൻസ്റ്റീൻ രേഖപ്പെടുത്തിയ ഒരു പ്രതിഭാസം, അതിൽ രണ്ട് കണങ്ങളുടെ പരസ്പര ബന്ധമുണ്ട്. സംസാരിക്കുന്നു ലളിതമായ വാക്കുകളിൽ, കണികകളിൽ ഒന്നിന് പോസിറ്റീവ് ഹെലിസിറ്റി ഉണ്ടെങ്കിൽ, രണ്ടാമത്തേത് തൽക്ഷണം പോസിറ്റീവ് എടുക്കുന്നു. ദൂരം കണക്കിലെടുക്കാതെ ഈ ബന്ധം സംഭവിക്കുന്നു.

ആരാണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ കണ്ടുപിടിച്ചത്?

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിൻ്റെ അടിസ്ഥാനം കഴിഞ്ഞ നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ തന്നെ ഒരു സിദ്ധാന്തമായി രൂപപ്പെടുത്തിയിരുന്നു. അതിൻ്റെ വികസനം മാക്സ് പ്ലാങ്ക്, എ. ഐൻസ്റ്റീൻ, പോൾ ഡിറാക്ക് തുടങ്ങിയ മിടുക്കരായ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. 1980-ൽ യു.ആൻ്റനോവ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെ സാധ്യതയെക്കുറിച്ചുള്ള ആശയം മുന്നോട്ടുവച്ചു. ഒരു വർഷത്തിനുശേഷം, റിച്ചാർഡ് ഫൈൻമാൻ സൈദ്ധാന്തികമായി ആദ്യത്തെ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിനെ മാതൃകയാക്കി.

ഇപ്പോൾ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ നിർമ്മാണം വികസന ഘട്ടത്തിലാണ്, ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന് എന്തുചെയ്യാൻ കഴിയുമെന്ന് സങ്കൽപ്പിക്കാൻ പോലും പ്രയാസമാണ്. എന്നാൽ ഈ ദിശയിൽ വൈദഗ്ദ്ധ്യം നേടുന്നത് ആളുകൾക്ക് ശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ എല്ലാ മേഖലകളിലും നിരവധി പുതിയ കണ്ടെത്തലുകൾ കൊണ്ടുവരുമെന്നും മൈക്രോ, മാക്രോ ലോകത്തേക്ക് നോക്കാനും മനസ്സിൻ്റെയും ജനിതകശാസ്ത്രത്തെക്കുറിച്ചും കൂടുതലറിയാൻ അവരെ അനുവദിക്കുമെന്നും വ്യക്തമാണ്.

ലോകം മറ്റൊരു ക്വാണ്ടം വിപ്ലവത്തിൻ്റെ വക്കിലാണ്. ആദ്യത്തെ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഏറ്റവും ശക്തമായ പ്രശ്നങ്ങൾ തൽക്ഷണം പരിഹരിക്കും ആധുനിക ഉപകരണംഇപ്പോൾ വർഷങ്ങൾ ചിലവഴിക്കുന്നു. എന്താണ് ഈ ജോലികൾ? ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതങ്ങളുടെ വൻതോതിലുള്ള ഉപയോഗം ആർക്കാണ് നേട്ടമുണ്ടാക്കുന്നത്, ആർക്കാണ് ഭീഷണി? ക്വിറ്റുകളുടെ സൂപ്പർപോസിഷൻ എന്താണ്, ട്രില്യൺ കണക്കിന് ഓപ്ഷനുകളിലൂടെ കടന്നുപോകാതെ ഒപ്റ്റിമൽ പരിഹാരം കണ്ടെത്താൻ ആളുകൾ എങ്ങനെ പഠിച്ചു? "സമുച്ചയത്തെക്കുറിച്ച് ലളിതമായി" എന്ന തലക്കെട്ടിന് കീഴിൽ ഞങ്ങൾ ഈ ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകുന്നു.

ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന് മുമ്പ്, ക്ലാസിക്കൽ സിദ്ധാന്തം ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം. 1900-ൽ, ജർമ്മൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ മാക്സ് പ്ലാങ്ക്, ക്വാണ്ടയിൽ വിശ്വസിക്കാത്തതും അവയെ സാങ്കൽപ്പികവും പൂർണ്ണമായും സൈദ്ധാന്തികവുമായ നിർമ്മിതിയായി കണക്കാക്കുകയും ചെയ്തു, ചൂടായ ശരീരത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം ഭാഗങ്ങളിൽ പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നുവെന്ന് സമ്മതിക്കാൻ നിർബന്ധിതനായി - ക്വാണ്ട; അങ്ങനെ, സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ അനുമാനങ്ങൾ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെട്ടു. അഞ്ച് വർഷത്തിന് ശേഷം, ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റ് വിശദീകരിക്കുമ്പോൾ മഹാനായ ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റൈൻ ഇതേ സമീപനം അവലംബിച്ചു: പ്രകാശം വികിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, ലോഹങ്ങളിൽ ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം ഉയർന്നു! പ്ലാങ്കും ഐൻസ്റ്റൈനും തങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനത്തിലൂടെ ഒരു പുതിയ ശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ അടിത്തറ പാകുകയാണെന്ന് സങ്കൽപ്പിക്കാൻ സാധ്യതയില്ല - ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്‌സ്, അത് നമ്മുടെ ലോകത്തെ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയാത്തവിധം പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ വിധിക്കപ്പെടും, 21-ാം നൂറ്റാണ്ടിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനോട് അടുക്കും. ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ.

ആദ്യം, ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് ആറ്റത്തിൻ്റെ ഘടന വിശദീകരിക്കാനും അതിനുള്ളിൽ സംഭവിക്കുന്ന പ്രക്രിയകൾ മനസ്സിലാക്കാനും സഹായിച്ചു. മൊത്തത്തിൽ, ചില മൂലകങ്ങളുടെ ആറ്റങ്ങളെ മറ്റുള്ളവയുടെ ആറ്റങ്ങളാക്കി (അതെ, സ്വർണ്ണമായി പോലും) രൂപാന്തരപ്പെടുത്താനുള്ള ആൽക്കെമിസ്റ്റുകളുടെ ദീർഘകാല സ്വപ്നം സാക്ഷാത്കരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഐൻസ്റ്റീൻ്റെ പ്രസിദ്ധമായ ഫോർമുല E=mc2 ആണവോർജത്തിൻ്റെ ആവിർഭാവത്തിലേക്കും അതിൻ്റെ അനന്തരഫലമായി അണുബോംബിലേക്കും നയിച്ചു.

ഐബിഎമ്മിൽ നിന്നുള്ള അഞ്ച്-ക്വിറ്റ് ക്വാണ്ടം പ്രൊസസർ

കൂടുതൽ കൂടുതൽ. ഐൻസ്റ്റീൻ്റെയും ഇംഗ്ലീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ പോൾ ഡിറാക്കിൻ്റെയും പ്രവർത്തനത്തിന് നന്ദി, ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ രണ്ടാം പകുതിയിൽ ഒരു ലേസർ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടു - ഒരു ഇടുങ്ങിയ ബീമിലേക്ക് ശേഖരിക്കപ്പെട്ട അൾട്രാ ശുദ്ധമായ പ്രകാശത്തിൻ്റെ ഒരു ക്വാണ്ടം ഉറവിടവും. ലേസർ ഗവേഷണം ഒരു ഡസനിലധികം ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് നൊബേൽ സമ്മാനം കൊണ്ടുവന്നു, കൂടാതെ ലേസർ തന്നെ മനുഷ്യ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ മിക്കവാറും എല്ലാ മേഖലകളിലും അവരുടെ പ്രയോഗം കണ്ടെത്തി - വ്യാവസായിക കട്ടറുകളും ലേസർ തോക്കുകളും മുതൽ ബാർകോഡ് സ്കാനറുകളും കാഴ്ച തിരുത്തലും വരെ. ഏതാണ്ട് അതേ സമയം, അർദ്ധചാലകങ്ങളെക്കുറിച്ച് സജീവമായ ഗവേഷണം നടന്നിരുന്നു - ഒരാൾക്ക് എളുപ്പത്തിൽ ഒഴുക്ക് നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുന്ന വസ്തുക്കൾ വൈദ്യുത പ്രവാഹം. അവയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, ആദ്യത്തെ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടു - അവ പിന്നീട് പ്രധാന കെട്ടിട ഘടകങ്ങളായി മാറി ആധുനിക ഇലക്ട്രോണിക്സ്, അതില്ലാതെ നമുക്ക് ഇനി നമ്മുടെ ജീവിതം സങ്കൽപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല.

ഇലക്ട്രോണിക് കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ വികസനം - കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ - പല പ്രശ്നങ്ങളും വേഗത്തിലും കാര്യക്ഷമമായും പരിഹരിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കി. എ ക്രമാനുഗതമായ കുറവ്അവയുടെ വലിപ്പവും വിലയും (വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനം കാരണം) എല്ലാ വീട്ടിലേക്കും കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് വഴിയൊരുക്കി. ഇൻ്റർനെറ്റിൻ്റെ വരവോടെ, നമ്മുടെ ആശ്രയത്വം കമ്പ്യൂട്ടർ സംവിധാനങ്ങൾ, ആശയവിനിമയം ഉൾപ്പെടെ, കൂടുതൽ ശക്തമായി.

റിച്ചാർഡ് ഫെയ്ൻമാൻ

ആശ്രിതത്വം വളരുകയാണ്, കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവർ നിരന്തരം വളരുകയാണ്, പക്ഷേ, അവരുടെ ശ്രദ്ധേയമായ കഴിവുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് ഞങ്ങൾ അവരുടെ മുന്നിൽ വയ്ക്കാൻ തയ്യാറായ എല്ലാ പ്രശ്നങ്ങളും പരിഹരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ലെന്ന് സമ്മതിക്കേണ്ട സമയം അതിക്രമിച്ചിരിക്കുന്നു. പ്രശസ്ത ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ റിച്ചാർഡ് ഫെയ്ൻമാനാണ് ഇതിനെക്കുറിച്ച് ആദ്യമായി സംസാരിച്ചത്: 1981 ൽ, ഒരു കോൺഫറൻസിൽ, സാധാരണ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ യഥാർത്ഥമായത് കൃത്യമായി കണക്കാക്കുന്നത് അടിസ്ഥാനപരമായി അസാധ്യമാണെന്ന് അദ്ദേഹം പ്രസ്താവിച്ചു. ശാരീരിക വ്യവസ്ഥ. ഇതെല്ലാം അതിൻ്റെ ക്വാണ്ടം സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ചാണ്! മൈക്രോസ്‌കെയിൽ ഇഫക്റ്റുകൾ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്‌സ് മുഖേന എളുപ്പത്തിൽ വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നു, നമ്മൾ പരിചിതമായ ക്ലാസിക്കൽ മെക്കാനിക്‌സ് വളരെ മോശമായി വിശദീകരിക്കുന്നു: ഇത് വലിയ വസ്തുക്കളുടെ സ്വഭാവത്തെ വിവരിക്കുന്നു. അപ്പോഴാണ്, ഒരു ബദലായി, ഫിസിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്കായി ഫെയ്ൻമാൻ നിർദ്ദേശിച്ചത് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ.

എന്താണ് ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ, നമ്മൾ പരിചിതമായ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ നിന്ന് അത് എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു? ഞങ്ങൾ എങ്ങനെ വിവരങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചാണ് ഇതെല്ലാം.

പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ ബിറ്റുകൾ - പൂജ്യങ്ങളും വണ്ണുകളും - ഈ പ്രവർത്തനത്തിന് ഉത്തരവാദികളാണെങ്കിൽ, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ അവ ക്വാണ്ടം ബിറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു (ക്യുബിറ്റുകൾ എന്ന് ചുരുക്കത്തിൽ). ക്വിറ്റ് തന്നെ വളരെ ലളിതമായ ഒരു കാര്യമാണ്. ഇതിന് ഇപ്പോഴും രണ്ട് അടിസ്ഥാന മൂല്യങ്ങളുണ്ട് (അല്ലെങ്കിൽ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് പറയുന്നതുപോലെ സംസ്ഥാനങ്ങൾ) ഇതിന് എടുക്കാം: 0, 1. എന്നിരുന്നാലും, ക്വാണ്ടം ഒബ്‌ജക്റ്റുകളുടെ "സൂപ്പർപോസിഷൻ" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു ഗുണത്തിന് നന്ദി, ഒരു ക്വിറ്റിന് എല്ലാ മൂല്യങ്ങളും എടുക്കാൻ കഴിയും. അവ അടിസ്ഥാനപരമായവയുടെ സംയോജനമാണ്. മാത്രമല്ല, അതിൻ്റെ ക്വാണ്ടം സ്വഭാവം ഈ അവസ്ഥകളിലെല്ലാം ഒരേ സമയം ആയിരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ക്യുബിറ്റുകളുമായുള്ള ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെ സമാന്തരതയാണിത്. എല്ലാം ഒറ്റയടിക്ക് സംഭവിക്കുന്നു - സാധ്യമായ എല്ലാ സിസ്റ്റം സ്റ്റേറ്റുകളിലൂടെയും കടന്നുപോകേണ്ട ആവശ്യമില്ല, ഇതാണ് ഇത് ചെയ്യുന്നത് സാധാരണ കമ്പ്യൂട്ടർ. തിരയുക വലിയ ഡാറ്റാബേസുകൾഡാറ്റ, സമാഹാരം ഒപ്റ്റിമൽ റൂട്ട്, പുതിയ മരുന്നുകളുടെ വികസനം പ്രശ്നങ്ങളുടെ ഏതാനും ഉദാഹരണങ്ങൾ മാത്രമാണ്, അതിൻ്റെ പരിഹാരം ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം വഴി പലതവണ ത്വരിതപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. ശരിയായ ഉത്തരം കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ടാസ്‌ക്കുകൾ ഇവയാണ്, നിങ്ങൾ നിരവധി ഓപ്ഷനുകളിലൂടെ പോകേണ്ടതുണ്ട്.

കൂടാതെ, സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ കൃത്യമായ അവസ്ഥ വിവരിക്കാൻ, വലിയ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവറും റാമിൻ്റെ അളവും ഇനി ആവശ്യമില്ല, കാരണം 100 കണങ്ങളുടെ ഒരു സിസ്റ്റം കണക്കാക്കാൻ, 100 ക്വിറ്റുകൾ മതി, ട്രില്യൺ ട്രില്യൺ ബിറ്റുകളല്ല. മാത്രമല്ല, കണങ്ങളുടെ എണ്ണം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് (യഥാർത്ഥ സങ്കീർണ്ണ സംവിധാനങ്ങളിലെന്നപോലെ), ഈ വ്യത്യാസം കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു.

എണ്ണൽ പ്രശ്‌നങ്ങളിലൊന്ന് അതിൻ്റെ വ്യക്തമായ ഉപയോഗശൂന്യതയെ വേറിട്ടുനിർത്തി - വലിയ സംഖ്യകളെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളായി വിഘടിപ്പിക്കുന്നു (അതായത്, അവയും ഒന്നുകൊണ്ടും മാത്രം ഹരിക്കാനാകും). ഇതിനെ "ഘടകവൽക്കരണം" എന്ന് വിളിക്കുന്നു. സാധാരണ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് വളരെ വേഗത്തിൽ സംഖ്യകളെ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും എന്നതാണ് വസ്തുത, വളരെ വലിയവ പോലും. എന്നിരുന്നാലും, കൂടെ വിപരീത പ്രശ്നംവിഘടനം വലിയ സംഖ്യ, രണ്ടിൻ്റെ ഗുണനഫലം പ്രധാന സംഖ്യകൾ, പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ യഥാർത്ഥ മൾട്ടിപ്ലയറുകളെ വളരെ മോശമായി നേരിടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, 256 അക്കങ്ങളെ രണ്ട് ഘടകങ്ങളാക്കി മാറ്റാൻ, ഏറ്റവും ശക്തമായ കമ്പ്യൂട്ടറിന് പോലും ഒരു ഡസനിലധികം വർഷങ്ങൾ വേണ്ടിവരും. എന്നാൽ ഏതാനും മിനിറ്റുകൾക്കുള്ളിൽ ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം 1997 ൽ ഇംഗ്ലീഷ് ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞനായ പീറ്റർ ഷോർ കണ്ടുപിടിച്ചു.

ഷോറിൻ്റെ അൽഗോരിതം വന്നതോടെ ശാസ്ത്രലോകം നേരിട്ടു ഗുരുതരമായ പ്രശ്നം. 1970-കളുടെ അവസാനത്തിൽ, ഫാക്‌ടറൈസേഷൻ പ്രശ്‌നത്തിൻ്റെ സങ്കീർണ്ണതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ക്രിപ്‌റ്റോഗ്രാഫിക് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒരു ഡാറ്റ എൻക്രിപ്ഷൻ അൽഗോരിതം സൃഷ്ടിച്ചു, അത് വ്യാപകമായി. പ്രത്യേകിച്ചും, ഈ അൽഗോരിതം സഹായത്തോടെ അവർ ഇൻ്റർനെറ്റിലെ ഡാറ്റ പരിരക്ഷിക്കാൻ തുടങ്ങി - പാസ്വേഡുകൾ, വ്യക്തിഗത കത്തിടപാടുകൾ, ബാങ്കിംഗ്, സാമ്പത്തിക ഇടപാടുകൾ. നിരവധി വർഷത്തെ വിജയകരമായ ഉപയോഗത്തിന് ശേഷം, ഈ രീതിയിൽ എൻക്രിപ്റ്റ് ചെയ്ത വിവരങ്ങൾ ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഷോറിൻ്റെ അൽഗോരിതത്തിന് എളുപ്പമുള്ള ലക്ഷ്യമായി മാറുന്നുവെന്ന് പെട്ടെന്ന് മനസ്സിലായി. അതിൻ്റെ സഹായത്തോടെ ഡീക്രിപ്ഷൻ മിനിറ്റുകളുടെ കാര്യമായി മാറുന്നു. ഒരു കാര്യം നല്ലതാണ്: മാരകമായ അൽഗോരിതം പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഇതുവരെ സൃഷ്ടിച്ചിട്ടില്ല.

ഇതിനിടയിൽ, ലോകമെമ്പാടും, ഡസൻ കണക്കിന് ശാസ്ത്ര ഗ്രൂപ്പുകളും ലബോറട്ടറികളും ക്വിറ്റുകളുടെ പരീക്ഷണാത്മക പഠനങ്ങളിലും അവയിൽ നിന്ന് ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യതകളിലും ഏർപ്പെടാൻ തുടങ്ങി. എല്ലാത്തിനുമുപരി, സൈദ്ധാന്തികമായി ഒരു ക്വിറ്റ് കണ്ടുപിടിക്കുന്നത് ഒരു കാര്യമാണ്, അത് യാഥാർത്ഥ്യത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നത് മറ്റൊന്നാണ്. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ക്യൂബിറ്റിൻ്റെ അടിസ്ഥാന അവസ്ഥകളായി ഉപയോഗിക്കാവുന്ന രണ്ട് ക്വാണ്ടം ലെവലുകളുള്ള അനുയോജ്യമായ ഒരു ഭൗതിക സംവിധാനം കണ്ടെത്തേണ്ടത് ആവശ്യമാണ് - പൂജ്യവും ഒന്ന്. ഫെയ്ൻമാൻ തന്നെ, തൻ്റെ പയനിയറിംഗ് ലേഖനത്തിൽ, ഈ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി വളച്ചൊടിച്ച് ഉപയോഗിക്കാൻ നിർദ്ദേശിച്ചു വ്യത്യസ്ത വശങ്ങൾഫോട്ടോണുകൾ, പക്ഷേ ആദ്യമായി പരീക്ഷണാടിസ്ഥാനത്തിൽ സൃഷ്ടിച്ച ക്യുബിറ്റുകൾ 1995-ൽ പ്രത്യേക കെണികളിൽ പിടിച്ചെടുക്കപ്പെട്ട അയോണുകളാണ്. അയോണുകൾക്ക് ശേഷം മറ്റ് നിരവധി ഭൗതിക നിർവ്വഹണങ്ങൾ ഉണ്ടായി: ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസ്, ഇലക്ട്രോണുകൾ, ഫോട്ടോണുകൾ, പരലുകളിലെ വൈകല്യങ്ങൾ, സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് സർക്യൂട്ടുകൾ - അവയെല്ലാം ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റി.

ഈ വൈവിധ്യത്തിന് അതിൻ്റെ ഗുണങ്ങളുണ്ടായിരുന്നു. തീവ്രമായ മത്സരത്താൽ നയിക്കപ്പെടുന്ന വിവിധ ശാസ്ത്ര ഗ്രൂപ്പുകൾ കൂടുതൽ കൂടുതൽ മികച്ച ക്വിറ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും അവയിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ കൂടുതൽ നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തു. സങ്കീർണ്ണമായ സർക്യൂട്ടുകൾ. ക്വിറ്റുകൾക്ക് രണ്ട് പ്രധാന മത്സര പരാമീറ്ററുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു: അവയുടെ ജീവിതകാലം, ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന ക്വിറ്റുകളുടെ എണ്ണം.

ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ലബോറട്ടറിയിലെ ജീവനക്കാർ

ക്വിറ്റുകളുടെ ആയുസ്സ് അവർ എത്രത്തോളം ദുർബലമായി സംഭരിച്ചുവെന്ന് നിർണ്ണയിക്കുന്നു ക്വാണ്ടം അവസ്ഥ. ഇത്, ക്യുബിറ്റിൽ "മരിക്കുന്നതിന്" മുമ്പ് എത്ര കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ഓപ്പറേഷനുകൾ നടത്താമെന്ന് നിർണ്ണയിച്ചു.

വേണ്ടി കാര്യക്ഷമമായ ജോലിക്വാണ്ടം അൽഗോരിതങ്ങൾക്ക് ഒരു ക്യുബിറ്റ് മാത്രമല്ല, കുറഞ്ഞത് നൂറെങ്കിലും ആവശ്യമാണ്, ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ക്വിറ്റുകൾക്ക് പരസ്പരം അടുത്തിരിക്കുന്നത് ശരിക്കും ഇഷ്ടപ്പെടാത്തതും അവരുടെ ആയുസ്സ് നാടകീയമായി കുറച്ചുകൊണ്ട് പ്രതിഷേധിച്ചതുമാണ് പ്രശ്നം. ക്വിറ്റുകളുടെ ഈ പൊരുത്തക്കേടിനെ മറികടക്കാൻ, ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് എല്ലാത്തരം തന്ത്രങ്ങളും അവലംബിക്കേണ്ടിവന്നു. എന്നിട്ടും, ഇന്നുവരെ, ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിക്കാൻ പരമാവധി ഒന്നോ രണ്ടോ ഡസൻ ക്യൂബിറ്റുകൾ നേടാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കഴിഞ്ഞു.

അതിനാൽ, ക്രിപ്‌റ്റോഗ്രാഫർമാരുടെ സന്തോഷത്തിന്, ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഇപ്പോഴും ഭാവിയുടെ ഒരു കാര്യമാണ്. ഇത് ഒരിക്കൽ തോന്നിയേക്കാവുന്നത്ര അകലെയല്ലെങ്കിലും, ഇൻ്റൽ, ഐബിഎം, ഗൂഗിൾ തുടങ്ങിയ ഏറ്റവും വലിയ കോർപ്പറേഷനുകളും ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് തന്ത്രപരമായ പ്രാധാന്യമുള്ള വ്യക്തിഗത സംസ്ഥാനങ്ങളും അതിൻ്റെ സൃഷ്ടിയിൽ സജീവമായി ഇടപെടുന്നു.

പ്രഭാഷണം നഷ്‌ടപ്പെടുത്തരുത്:

നിങ്ങൾ എല്ലാവരും ഞങ്ങളുടെ കമ്പ്യൂട്ടറുകളുമായി പരിചിതരാണ്: രാവിലെ ഞങ്ങൾ ഒരു സ്മാർട്ട്‌ഫോണിൽ നിന്ന് വാർത്തകൾ വായിക്കുന്നു, ഉച്ചതിരിഞ്ഞ് ഞങ്ങൾ ഒരു ലാപ്‌ടോപ്പിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, വൈകുന്നേരം ഞങ്ങൾ ഒരു ടാബ്‌ലെറ്റിൽ സിനിമകൾ കാണുന്നു. ഈ ഉപകരണങ്ങൾക്കെല്ലാം പൊതുവായ ഒരു കാര്യമുണ്ട് - കോടിക്കണക്കിന് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ അടങ്ങുന്ന ഒരു സിലിക്കൺ പ്രൊസസർ. അത്തരം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ പ്രവർത്തന തത്വം വളരെ ലളിതമാണ് - വിതരണം ചെയ്ത വോൾട്ടേജിനെ ആശ്രയിച്ച്, നമുക്ക് ഔട്ട്പുട്ടിൽ മറ്റൊരു വോൾട്ടേജ് ലഭിക്കുന്നു, അത് ലോജിക്കൽ 0 അല്ലെങ്കിൽ ലോജിക്കൽ 1 ആയി വ്യാഖ്യാനിക്കപ്പെടുന്നു. ഡിവിഷൻ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുന്നതിന്, ഒരു ബിറ്റ് ഷിഫ്റ്റ് ഉണ്ട് - ഉദാഹരണത്തിന്, നമ്മൾ 1101 എന്ന സംഖ്യ ആയിരുന്നെങ്കിൽ, അതിനെ 1 ബിറ്റ് ഇടത്തേക്ക് മാറ്റിയാൽ അത് 01101 ആയിരിക്കും, ഇപ്പോൾ നമ്മൾ അതിനെ 1 ബിറ്റ് വലത്തേക്ക് മാറ്റിയാൽ അത് 01110 ആയിരിക്കും. പ്രധാന പ്രശ്നം ഒരേ ഡിവിഷനിൽ അത്തരം നിരവധി ഡസൻ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം. അതെ, ശതകോടിക്കണക്കിന് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഉണ്ടെന്ന വസ്തുത കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, അത്തരമൊരു പ്രവർത്തനം നാനോ സെക്കൻഡ് എടുക്കും, എന്നാൽ നിരവധി പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, ഈ കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ നമുക്ക് സമയം നഷ്ടപ്പെടും.

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് മാർഗം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. നമുക്ക് നിർവചനത്തിൽ നിന്ന് ആരംഭിക്കാം:

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ -കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഉപകരണം, ഇത് പ്രതിഭാസങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നുക്വാണ്ടം സൂപ്പർപോസിഷൻഒപ്പംക്വാണ്ടം എൻടാൻഗിൽമെൻ്റ്ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷനും പ്രോസസ്സിംഗിനും.

ഇത് വ്യക്തമായും കൂടുതൽ വ്യക്തമായിട്ടില്ല. ക്വാണ്ടം സൂപ്പർപോസിഷൻ നമ്മോട് പറയുന്നത്, ഒരു പരിധിവരെ പ്രോബബിലിറ്റി ഉള്ള ഒരു സിസ്റ്റം അതിന് സാധ്യമായ എല്ലാ സംസ്ഥാനങ്ങളിലും നിലവിലുണ്ടെന്ന് (എല്ലാ പ്രോബബിലിറ്റികളുടെയും ആകെത്തുക, തീർച്ചയായും, 100% അല്ലെങ്കിൽ 1 ന് തുല്യമാണ്). ഇത് ഒരു ഉദാഹരണത്തിലൂടെ നോക്കാം. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലെ വിവരങ്ങൾ ക്യുബിറ്റുകളിൽ സംഭരിച്ചിരിക്കുന്നു - സാധാരണ ബിറ്റുകൾക്ക് 0 അല്ലെങ്കിൽ 1 അവസ്ഥ ഉണ്ടാകാം, അപ്പോൾ ഒരു ക്വിറ്റിന് ഒരേ സമയം 0, 1, 0, 1 എന്നീ അവസ്ഥകൾ ഉണ്ടാകാം. അതിനാൽ, നമുക്ക് 3 ക്വിറ്റുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, ഉദാഹരണത്തിന് 110, ബിറ്റുകളിലെ ഈ പദപ്രയോഗം 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 ന് തുല്യമാണ്.

ഇത് നമുക്ക് എന്താണ് നൽകുന്നത്? അതെ എല്ലാം! ഉദാഹരണത്തിന്, ഞങ്ങൾക്ക് 4 പ്രതീകങ്ങളുള്ള ഒരു ഡിജിറ്റൽ പാസ്‌വേഡ് ഉണ്ട്. ഒരു സാധാരണ പ്രോസസർ എങ്ങനെ ഹാക്ക് ചെയ്യും? ബൈനറി സിസ്റ്റത്തിൽ 0000 മുതൽ 9999 വരെ തിരഞ്ഞാൽ. 9999 ന് 10011100001111 എന്ന ഫോം ഉണ്ട്, അതായത്, അത് എഴുതാൻ നമുക്ക് 14 ബിറ്റുകൾ ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, ഞങ്ങൾക്ക് 14 ക്വിറ്റുകളുള്ള ഒരു ക്വാണ്ടം പിസി ഉണ്ടെങ്കിൽ, ഞങ്ങൾക്ക് ഇതിനകം പാസ്‌വേഡ് അറിയാം: എല്ലാത്തിനുമുപരി, അത്തരമൊരു സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ സാധ്യമായ അവസ്ഥകളിലൊന്ന് പാസ്‌വേഡാണ്! തൽഫലമായി, സൂപ്പർകമ്പ്യൂട്ടറുകൾ പോലും ഇപ്പോൾ കണക്കുകൂട്ടാൻ ദിവസങ്ങളെടുക്കുന്ന എല്ലാ പ്രശ്നങ്ങളും ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് തൽക്ഷണം പരിഹരിക്കപ്പെടും: ചില ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു പദാർത്ഥം നിങ്ങൾ കണ്ടെത്തേണ്ടതുണ്ടോ? പ്രശ്‌നമില്ല, പദാർത്ഥത്തിനായുള്ള നിങ്ങളുടെ ആവശ്യകതകൾക്ക് തുല്യമായ ക്വിറ്റുകളുള്ള ഒരു സിസ്റ്റം ഉണ്ടാക്കുക - ഉത്തരം ഇതിനകം നിങ്ങളുടെ പോക്കറ്റിൽ ഉണ്ടാകും. നമുക്ക് AI സൃഷ്ടിക്കേണ്ടതുണ്ട് ( നിർമ്മിത ബുദ്ധി? ഇത് ലളിതമായിരിക്കില്ല: ഒരു സാധാരണ പിസി എല്ലാ കോമ്പിനേഷനുകളും പരീക്ഷിക്കുമ്പോൾ, ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ മിന്നൽ വേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കും, മികച്ച ഉത്തരം തിരഞ്ഞെടുക്കും.


എല്ലാം മികച്ചതാണെന്ന് തോന്നുന്നു, പക്ഷേ ഒന്നുണ്ട് പ്രധാനപ്പെട്ട പ്രശ്നം- കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ ഫലം എങ്ങനെ കണ്ടെത്താം? ഒരു സാധാരണ പിസി ഉപയോഗിച്ച്, എല്ലാം ലളിതമാണ് - പ്രോസസറിലേക്ക് നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് നമുക്ക് അത് എടുത്ത് വായിക്കാം: ലോജിക്കൽ 0 ഉം 1 ഉം തീർച്ചയായും ചാർജിൻ്റെ അഭാവവും സാന്നിധ്യവും ആയി വ്യാഖ്യാനിക്കപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ ഇത് ക്വിറ്റുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കില്ല - എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഓരോ നിമിഷവും അത് ഏകപക്ഷീയമായ അവസ്ഥയിലാണ്. ഇവിടെയാണ് ക്വാണ്ടം എൻടാൻഗിൽമെൻ്റ് നമ്മുടെ സഹായത്തിനെത്തുന്നത്. പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ജോടി കണികകൾ നിങ്ങൾക്ക് ലഭിക്കും എന്ന വസ്തുതയിലാണ് ഇതിൻ്റെ സാരാംശം (ശാസ്ത്രീയമായി പറഞ്ഞാൽ - ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു കുടുങ്ങിയ കണത്തിൻ്റെ സ്പിൻ പ്രൊജക്ഷൻ നെഗറ്റീവ് ആണെങ്കിൽ, മറ്റൊന്ന് തീർച്ചയായും പോസിറ്റീവ് ആയിരിക്കും). നിങ്ങളുടെ വിരലുകളിൽ ഇത് എങ്ങനെ കാണപ്പെടുന്നു? നമുക്ക് രണ്ട് പെട്ടികൾ ഓരോന്നിനും ഒരു കടലാസ് കഷണം ഉണ്ടെന്ന് പറയാം. ഞങ്ങൾ പെട്ടികൾ ഏത് ദൂരത്തേക്കും കൊണ്ടുപോകുന്നു, അവയിലൊന്ന് തുറന്ന് ഉള്ളിലെ കടലാസ് കഷണം തിരശ്ചീനമായി വരയുള്ളതായി കാണുന്നു. ഇത് യാന്ത്രികമായി അർത്ഥമാക്കുന്നത് മറ്റേ കഷണം കടലാസ് ഉള്ളിലായിരിക്കുമെന്നാണ് ലംബ വര. എന്നാൽ പ്രശ്നം എന്തെന്നാൽ, ഒരു പേപ്പറിൻ്റെ (അല്ലെങ്കിൽ കണിക) അവസ്ഥ അറിയുമ്പോൾ തന്നെ, ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റം തകരുന്നു - അനിശ്ചിതത്വം അപ്രത്യക്ഷമാകുന്നു, ക്വിറ്റുകൾ സാധാരണ ബിറ്റുകളായി മാറുന്നു.

അതിനാൽ, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലെ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ അടിസ്ഥാനപരമായി ഒറ്റത്തവണയാണ്: കുടുങ്ങിയ കണങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഒരു സിസ്റ്റം ഞങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു (അവയുടെ മറ്റ് "പകുതികൾ" എവിടെയാണെന്ന് ഞങ്ങൾക്കറിയാം). ഞങ്ങൾ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തുന്നു, അതിനുശേഷം ഞങ്ങൾ “പേപ്പർ കഷണം ഉപയോഗിച്ച് ബോക്സ് തുറക്കുന്നു” - കുടുങ്ങിയ കണങ്ങളുടെ അവസ്ഥയും അതിനാൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിലെ കണങ്ങളുടെ അവസ്ഥയും അതിനാൽ കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ ഫലവും ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നു. അതിനാൽ പുതിയ കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്കായി, നിങ്ങൾ വീണ്ടും ക്വിറ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കേണ്ടതുണ്ട് - "കടലാസ് കഷണം ഉപയോഗിച്ച് ബോക്സ് അടയ്ക്കുന്നത്" പ്രവർത്തിക്കില്ല - എല്ലാത്തിനുമുപരി, കടലാസ് കഷണത്തിൽ എന്താണ് വരച്ചതെന്ന് ഞങ്ങൾക്ക് ഇതിനകം അറിയാം.

ചോദ്യം ഉയർന്നുവരുന്നു - ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന് ഏത് പാസ്‌വേഡുകളും തൽക്ഷണം ഊഹിക്കാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ - വിവരങ്ങൾ എങ്ങനെ സംരക്ഷിക്കാം? ഇത്തരം ഉപകരണങ്ങളുടെ വരവോടെ സ്വകാര്യത ഇല്ലാതാകുമോ? തീർച്ചയായും ഇല്ല. ക്വാണ്ടം എൻക്രിപ്ഷൻ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ രക്ഷാപ്രവർത്തനത്തിലേക്ക് വരുന്നു: നിങ്ങൾ ഒരു ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയെ "വായിക്കാൻ" ശ്രമിക്കുമ്പോൾ, അത് നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഹാക്കിംഗ് അസാധ്യമാക്കുന്നു എന്ന വസ്തുതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.

ഹോം ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ

ശരി, അവസാനത്തെ ചോദ്യം - ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ വളരെ രസകരവും ശക്തവും ഹാക്ക് ചെയ്യാൻ കഴിയാത്തതും ആയതിനാൽ - എന്തുകൊണ്ടാണ് നമ്മൾ അവ ഉപയോഗിക്കാത്തത്? പ്രശ്നം നിസ്സാരമാണ് - സാധാരണ ഗാർഹിക സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒരു ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റം നടപ്പിലാക്കുന്നതിനുള്ള അസാധ്യത. ഒരു ക്യുബിറ്റ് അനിശ്ചിതമായി സൂപ്പർപോസിഷൻ അവസ്ഥയിൽ നിലനിൽക്കുന്നതിന്, വളരെ നിർദ്ദിഷ്ട വ്യവസ്ഥകൾ ആവശ്യമാണ്: പൂർണ്ണമായ വാക്വം (മറ്റ് കണികകളുടെ അഭാവം), പൂജ്യം കെൽവിനോട് കഴിയുന്നത്ര അടുത്ത താപനില (സൂപ്പർ കണ്ടക്റ്റിവിറ്റിക്ക്), വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണത്തിൻ്റെ പൂർണ്ണ അഭാവം. (ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റത്തിൽ യാതൊരു സ്വാധീനവുമില്ല). സമ്മതിക്കുക, സൗമ്യമായി പറഞ്ഞാൽ, വീട്ടിൽ അത്തരം വ്യവസ്ഥകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, എന്നാൽ ചെറിയ വ്യതിയാനം സൂപ്പർപോസിഷൻ അവസ്ഥ അപ്രത്യക്ഷമാകുകയും കണക്കുകൂട്ടൽ ഫലങ്ങൾ തെറ്റാകുകയും ചെയ്യും. രണ്ടാമത്തെ പ്രശ്നം ക്വിറ്റുകൾ പരസ്പരം ഇടപഴകുന്നു എന്നതാണ് - സംവദിക്കുമ്പോൾ, അവയുടെ ആയുസ്സ് വിനാശകരമായി കുറയുന്നു. തൽഫലമായി, ഈ ദിവസത്തിലെ പരമാവധി ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ക്യൂബിറ്റുകൾ ആണ്.

എന്നിരുന്നാലും, 1000 ക്വിറ്റുകളുള്ള ഡി-വേവിൽ നിന്നുള്ള ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുണ്ട്, പക്ഷേ, പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, അവ യഥാർത്ഥ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളല്ല, കാരണം അവ ക്വാണ്ടം എൻടാംഗിൾമെൻ്റിൻ്റെ തത്വങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല, അതിനാൽ അവയ്ക്ക് ക്ലാസിക്കൽ ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം അനുസരിച്ച് പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയില്ല:


എന്നിട്ടും, അത്തരം ഉപകരണങ്ങൾ പരമ്പരാഗത പിസികളേക്കാൾ ഗണ്യമായി (ആയിരക്കണക്കിന് മടങ്ങ്) കൂടുതൽ ശക്തമാണ്, ഇത് ഒരു വഴിത്തിരിവായി കണക്കാക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, അവ ഉടൻ തന്നെ ഉപയോക്തൃ ഉപകരണങ്ങളെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കില്ല - ആദ്യം നമ്മൾ ഒന്നുകിൽ വീട്ടിൽ അത്തരം ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനത്തിനുള്ള വ്യവസ്ഥകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ പഠിക്കേണ്ടതുണ്ട്, അല്ലെങ്കിൽ, നേരെമറിച്ച്, അത്തരം ഉപകരണങ്ങൾ നമുക്ക് പരിചിതമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ "ഉണ്ടാക്കുക". രണ്ടാമത്തെ ദിശയിലേക്കുള്ള ചുവടുകൾ ഇതിനകം സ്വീകരിച്ചിട്ടുണ്ട് - 2013-ൽ ആദ്യത്തെ രണ്ട് ക്വിറ്റ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ അശുദ്ധ വജ്രത്തിൽ സൃഷ്ടിച്ചു. മുറിയിലെ താപനില. എന്നിരുന്നാലും, അയ്യോ, ഇത് ഒരു പ്രോട്ടോടൈപ്പ് മാത്രമാണ്, കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്ക് 2 ക്വിറ്റുകൾ മതിയാകില്ല. അതിനാൽ ക്വാണ്ടം പിസികൾക്കായുള്ള കാത്തിരിപ്പ് ഇപ്പോഴും വളരെ നീണ്ടതാണ്.

2017 ജനുവരി 29

എന്നെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, "ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ" എന്ന വാചകം താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്, ഉദാഹരണത്തിന്, "ഫോട്ടോൺ എഞ്ചിൻ", അതായത്, ഇത് വളരെ സങ്കീർണ്ണവും അതിശയകരവുമായ ഒന്നാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഞാൻ ഇപ്പോൾ വാർത്തകളിൽ വായിക്കുന്നു: "ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ആവശ്യമുള്ളവർക്ക് വിൽക്കുന്നു." ഇത് വിചിത്രമാണ്, ഈ പദപ്രയോഗത്തിലൂടെ അവർ ഇപ്പോൾ മറ്റെന്തെങ്കിലും അർത്ഥമാക്കുന്നുണ്ടോ, അതോ ഇത് വെറും വ്യാജമാണോ?

നമുക്ക് അടുത്ത് നോക്കാം...

എല്ലാം എങ്ങനെ ആരംഭിച്ചു?

1990-കളുടെ മധ്യത്തോടെയാണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെയും ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെയും സിദ്ധാന്തം സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടത്. പുതിയ പ്രദേശംശാസ്ത്രങ്ങൾ. മഹത്തായ ആശയങ്ങളുടെ കാര്യത്തിലെന്നപോലെ, ഉത്ഭവസ്ഥാനിയെ കൃത്യമായി കണ്ടെത്തുക പ്രയാസമാണ്. പ്രത്യക്ഷത്തിൽ, ഹംഗേറിയൻ ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെ. വോൺ ന്യൂമാൻ ആണ് ക്വാണ്ടം ലോജിക് വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യതയിലേക്ക് ആദ്യമായി ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചത്. എന്നിരുന്നാലും, അക്കാലത്ത്, ക്വാണ്ടം മാത്രമല്ല, സാധാരണ, ക്ലാസിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളും ഇതുവരെ സൃഷ്ടിച്ചിട്ടില്ല. രണ്ടാമത്തേതിൻ്റെ വരവോടെ, ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ പ്രധാന ശ്രമങ്ങൾ പ്രാഥമികമായി അവർക്കായി പുതിയ ഘടകങ്ങൾ (ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, തുടർന്ന് ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ) കണ്ടെത്തുന്നതിനും വികസിപ്പിക്കുന്നതിനും ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ളതാണ്, അല്ലാതെ അടിസ്ഥാനപരമായി വ്യത്യസ്തമായ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിലല്ല.

1960-കളിൽ, IBM-ൽ ജോലി ചെയ്തിരുന്ന അമേരിക്കൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ R. Landauer, കണക്കുകൂട്ടലുകൾ എല്ലായ്പ്പോഴും ചില ശാരീരിക പ്രക്രിയകളാണെന്ന വസ്തുതയിലേക്ക് ശാസ്ത്രലോകത്തിൻ്റെ ശ്രദ്ധ ആകർഷിക്കാൻ ശ്രമിച്ചു, അതായത് നമ്മുടെ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് കഴിവുകളുടെ പരിധികൾ മനസ്സിലാക്കുന്നത് അസാധ്യമാണ്. അവ എന്ത് ഭൌതിക നിർവ്വഹണമാണെന്ന് വ്യക്തമാക്കുന്നത്. നിർഭാഗ്യവശാൽ, അക്കാലത്ത്, ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കിടയിൽ പ്രബലമായ വീക്ഷണം കണക്കുകൂട്ടൽ എന്നത് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരല്ല, ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞർ പഠിക്കേണ്ട ഒരുതരം അമൂർത്തമായ ലോജിക്കൽ നടപടിക്രമമായിരുന്നു.

കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ കൂടുതൽ വ്യാപകമായതോടെ, മീഥേൻ തന്മാത്ര (CH4) പോലുള്ള ഏതാനും ഡസൻ പ്രതിപ്രവർത്തന കണങ്ങൾ മാത്രം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ അവസ്ഥ നേരിട്ട് കണക്കാക്കുന്നത് പ്രായോഗികമായി അസാധ്യമാണെന്ന നിഗമനത്തിൽ ക്വാണ്ടം ശാസ്ത്രജ്ഞർ എത്തി. ഒരു പൂർണ്ണമായ വിവരണത്തിനായി ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു സങ്കീർണ്ണമായ സംവിധാനംക്വാണ്ടം ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന വേരിയബിളുകളുടെ ഗണ്യമായ (കണികകളുടെ എണ്ണത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ) കമ്പ്യൂട്ടർ മെമ്മറിയിൽ സൂക്ഷിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ഒരു വിരോധാഭാസ സാഹചര്യം ഉയർന്നുവന്നിരിക്കുന്നു: പരിണാമത്തിൻ്റെ സമവാക്യം അറിയുക, കണികകൾ പരസ്പരം ഇടപഴകുന്നതിൻ്റെ എല്ലാ സാധ്യതകളും സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ പ്രാരംഭ അവസ്ഥയും മതിയായ കൃത്യതയോടെ അറിയുന്നത്, അതിൻ്റെ ഭാവി കണക്കാക്കുന്നത് മിക്കവാറും അസാധ്യമാണ്, സിസ്റ്റം മാത്രം ഉൾക്കൊള്ളുന്നുവെങ്കിലും. ഒരു പൊട്ടൻഷ്യൽ കിണറ്റിൽ 30 ഇലക്ട്രോണുകൾ, ഒപ്പം ഒരു സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറും ഉണ്ട് RAM, അതിൻ്റെ ബിറ്റുകളുടെ എണ്ണം പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ ദൃശ്യമേഖലയിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യമാണ് (!). അതേ സമയം, അത്തരമൊരു സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ചലനാത്മകത പഠിക്കാൻ, നിങ്ങൾക്ക് 30 ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു പരീക്ഷണം നടത്താം, അവയെ ഒരു നിശ്ചിത സാധ്യതയിലും പ്രാരംഭ അവസ്ഥയിലും സ്ഥാപിക്കുക. 1980-ൽ ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം വികസിപ്പിക്കേണ്ടതിൻ്റെ ആവശ്യകത ചൂണ്ടിക്കാണിച്ച റഷ്യൻ ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞനായ യു.ഐ.മാനിൻ ഇത് പ്രത്യേകം ശ്രദ്ധിച്ചു. കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ. 1980-കളിൽ, ഇതേ പ്രശ്നം അമേരിക്കൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ പി. ബെനെവ് പഠിച്ചു, ഒരു ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റത്തിന് കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്താൻ കഴിയുമെന്ന് വ്യക്തമായി കാണിച്ചു, അതുപോലെ തന്നെ ഇംഗ്ലീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഡി. ക്ലാസിക്കൽ എതിരാളി.

ഫിസിക്സിലെ നോബൽ സമ്മാന ജേതാവ് ആർ. ഫെയ്ൻമാൻ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിലെ പ്രശ്നത്തിലേക്ക് വളരെയധികം ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു. അദ്ദേഹത്തിൻ്റെ ആധികാരിക കോളിന് നന്ദി, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൽ ശ്രദ്ധ ചെലുത്തിയ സ്പെഷ്യലിസ്റ്റുകളുടെ എണ്ണം പലമടങ്ങ് വർദ്ധിച്ചു.

ഷോറിൻ്റെ അൽഗോരിതത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനം: ഒന്നിലധികം മൂല്യങ്ങൾ ഒരേസമയം സംഭരിക്കാനുള്ള ക്വിറ്റുകളുടെ കഴിവ്)

പക്ഷേ ഇപ്പോഴും ദീർഘനാളായിപരിഹാരം വേഗത്തിലാക്കാൻ ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ സാങ്കൽപ്പിക കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവർ ഉപയോഗിക്കാമോ എന്നത് വ്യക്തമല്ല. പ്രായോഗിക പ്രശ്നങ്ങൾ. എന്നാൽ 1994-ൽ, ഒരു അമേരിക്കൻ ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞനും ലൂസൻ്റ് ടെക്നോളജീസിലെ (യുഎസ്എ) ജീവനക്കാരനുമായ പി.ഷോർ, വലിയ സംഖ്യകളുടെ ഫാക്റ്ററൈസേഷൻ അനുവദിക്കുന്ന ഒരു ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം നിർദ്ദേശിച്ചുകൊണ്ട് ശാസ്ത്ര ലോകത്തെ അമ്പരപ്പിച്ചു (ഈ പ്രശ്നത്തിൻ്റെ പ്രാധാന്യം ഇതിനകം ആമുഖത്തിൽ ചർച്ച ചെയ്തിട്ടുണ്ട്). ഇന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന ഏറ്റവും മികച്ച ക്ലാസിക്കൽ രീതിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഷോറിൻ്റെ ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ ഒന്നിലധികം ത്വരണം നൽകുന്നു, കൂടാതെ ഫാക്‌ടർ ചെയ്ത സംഖ്യയുടെ ദൈർഘ്യം കൂടുന്തോറും വേഗത വർദ്ധിക്കും. ഫാസ്റ്റ് ഫാക്‌ടറൈസേഷൻ അൽഗോരിതം, അൺക്രിപ്റ്റ് ചെയ്യാത്ത സന്ദേശങ്ങളുടെ ബാങ്കുകൾ ശേഖരിച്ചിട്ടുള്ള വിവിധ രഹസ്യാന്വേഷണ ഏജൻസികൾക്ക് വലിയ പ്രായോഗിക താൽപ്പര്യമാണ്.

1996-ൽ, ലൂസെൻ്റ് ടെക്നോളജീസിലെ ഷോറിൻ്റെ സഹപ്രവർത്തകൻ എൽ. ഗ്രോവർ ഒരു ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം നിർദ്ദേശിച്ചു. ദ്രുത തിരയൽഓർഡർ ചെയ്യാത്ത ഒരു ഡാറ്റാബേസിൽ. (അത്തരത്തിലുള്ള ഒരു ഡാറ്റാബേസിൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണം ഒരു ടെലിഫോൺ പുസ്തകമാണ്, അതിൽ വരിക്കാരുടെ പേരുകൾ അക്ഷരമാലാക്രമത്തിലല്ല, ഏകപക്ഷീയമായ രീതിയിലാണ് ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്.) നിരവധി ഓപ്ഷനുകളിൽ ഒപ്റ്റിമൽ ഘടകം തിരയുന്നതിനും തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുമുള്ള ചുമതല സാമ്പത്തിക, സൈനിക, എഞ്ചിനീയറിംഗ് പ്രശ്നങ്ങൾ, ഇൻ കമ്പ്യൂട്ടർ ഗെയിമുകൾ. ഗ്രോവറിൻ്റെ അൽഗോരിതം തിരയൽ പ്രക്രിയ വേഗത്തിലാക്കാൻ മാത്രമല്ല, ഒപ്റ്റിമൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ കണക്കിലെടുക്കുന്ന പാരാമീറ്ററുകളുടെ എണ്ണം ഇരട്ടിയാക്കാനും അനുവദിക്കുന്നു.

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ യഥാർത്ഥ സൃഷ്ടിയെ തടസ്സപ്പെടുത്തിയത് അടിസ്ഥാനപരമായി ഒരേയൊരു ഗുരുതരമായ പ്രശ്‌നമാണ് - പിശകുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഇടപെടൽ. ക്ലാസിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗിനെ അപേക്ഷിച്ച് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയെ അതേ തലത്തിലുള്ള ഇടപെടൽ നശിപ്പിക്കുന്നു എന്നതാണ് വസ്തുത.

ലളിതമായ വാക്കുകളിൽ പറഞ്ഞാൽ: " ഒരു ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റം ചില പ്രോബബിലിറ്റികളോടെ മാത്രം ശരിയായ ഫലം ഉണ്ടാക്കുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, നിങ്ങൾ 2+2 എണ്ണുകയാണെങ്കിൽ, 4 ഒരു പരിധിവരെ കൃത്യതയോടെ മാത്രമേ പുറത്തുവരൂ. നിങ്ങൾക്ക് ഒരിക്കലും കൃത്യമായി 4 ലഭിക്കില്ല. അതിൻ്റെ പ്രോസസറിൻ്റെ ലോജിക് നമ്മൾ പരിചിതമായ പ്രോസസറുമായി ഒട്ടും സാമ്യമുള്ളതല്ല.

സ്വാഭാവികമായും കമ്പ്യൂട്ടർ സമയത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവോടെ, മുൻകൂട്ടി നിശ്ചയിച്ച കൃത്യതയോടെ ഫലം കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള രീതികളുണ്ട്.
ഈ സവിശേഷത ടാസ്ക്കുകളുടെ പട്ടിക നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഈ സവിശേഷത പരസ്യപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല, കൂടാതെ ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഒരു സാധാരണ പിസി (അതേ 0 ഉം 1 ഉം) പോലെയാണ്, വേഗതയേറിയതും ചെലവേറിയതും മാത്രമാണെന്ന ധാരണ പൊതുജനങ്ങൾക്ക് ലഭിക്കുന്നു. ഇത് അടിസ്ഥാനപരമായി ശരിയല്ല.

അതെ, ഒരു കാര്യം കൂടി - ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിനും ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിനും, പ്രത്യേകിച്ച് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെ “പവറും വേഗതയും” ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെ പ്രത്യേകതകൾക്കായി പ്രത്യേകം വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത പ്രത്യേക അൽഗോരിതങ്ങളും മോഡലുകളും ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള ബുദ്ധിമുട്ട് ഹാർഡ്‌വെയറിൻ്റെ ലഭ്യതയിൽ മാത്രമല്ല, പുതിയതും ഇതുവരെ ഉപയോഗിക്കാത്തതുമായ കണക്കുകൂട്ടൽ രീതികളുടെ വികസനത്തിലും ഉണ്ട്. "

ഇനി നമുക്ക് തിരിച്ചു പോകാം പ്രായോഗിക നടപ്പാക്കൽക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ: ഒരു വാണിജ്യ 512-ക്വിറ്റ് ഡി-വേവ് പ്രൊസസർ കുറച്ച് കാലമായി നിലവിലുണ്ട്, അത് വിറ്റഴിക്കപ്പെടുന്നു പോലും!!!

ഇപ്പോൾ, ഇത് ഒരു യഥാർത്ഥ വഴിത്തിരിവാണെന്ന് തോന്നുന്നു !!! ഫിസിക്കൽ റിവ്യൂ എന്ന ജേർണലിലെ പ്രശസ്തരായ ഒരു കൂട്ടം ശാസ്ത്രജ്ഞർ, ഡി-വേവിൽ ക്വാണ്ടം എൻടാൻഗിൽമെൻ്റ് ഇഫക്റ്റുകൾ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ടെന്ന് ബോധ്യപ്പെടുത്തുന്നു.

യഥാക്രമം, ഈ ഉപകരണംഒരു യഥാർത്ഥ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടാനുള്ള എല്ലാ അവകാശവും ഉണ്ട്, വാസ്തുവിദ്യാപരമായി ഇത് ക്യൂബിറ്റുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ കൂടുതൽ വർദ്ധനവ് സാധ്യമാക്കുന്നു, അതിനാൽ, ഭാവിയിലേക്കുള്ള അത്ഭുതകരമായ സാധ്യതകൾ ഉണ്ട്... (ടി. ലാൻ്റിങ് et al. ക്വാണ്ടം അനീലിംഗിലെ എൻടാൻഗ്ലെമെൻ്റ് പ്രോസസ്സർ. ഫിസിക്കൽ റിവ്യൂ X 4, 021041 (2014 ) (http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevX.4.021041))

ശരിയാണ്, കുറച്ച് കഴിഞ്ഞ്, അതേ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ പഠിച്ച സയൻസ് ജേണലിലെ പ്രശസ്തരായ മറ്റൊരു കൂട്ടം ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഡി-വേവ് സിസ്റ്റം, ഇത് പൂർണ്ണമായും പ്രായോഗികമായി വിലയിരുത്തി: ഈ ഉപകരണം അതിൻ്റെ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ എത്ര നന്നായി ചെയ്യുന്നു. ഈ രൂപകല്പനയ്ക്ക് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ യഥാർത്ഥ പരിശോധനാ പരിശോധനകളിൽ, പരമ്പരാഗത ക്ലാസിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഡി-വേവ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഒരു വേഗത നേട്ടവും നൽകുന്നില്ലെന്ന് ഈ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സംഘം, ആദ്യത്തേത് പോലെ തന്നെ സമഗ്രമായും ബോധ്യപ്പെടുത്തുന്നു. (T.F. Ronnow, M. Troyer et al. ക്വാണ്ടം വേഗത നിർവചിക്കുകയും കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. SCIENCE, ജൂൺ 2014 വാല്യം. 344 #6190 (http://dx.doi.org/10.1126/science.1252319))

വാസ്തവത്തിൽ, വിലയേറിയതും എന്നാൽ പ്രത്യേകവുമായ "ഭാവിയിലെ യന്ത്രത്തിന്" അതിൻ്റെ ക്വാണ്ടം മേന്മ പ്രകടമാക്കാൻ കഴിയുന്ന ജോലികളൊന്നും ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, അത്തരമൊരു ഉപകരണം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള വളരെ ചെലവേറിയ ശ്രമങ്ങളുടെ അർത്ഥം വളരെ സംശയത്തിലാണ് ...
ഫലങ്ങൾ ഇപ്രകാരമാണ്: ഡി-വേവ് കമ്പ്യൂട്ടർ പ്രോസസറിൽ മൂലകങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം യഥാർത്ഥത്തിൽ ക്യൂബിറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള യഥാർത്ഥ ക്വാണ്ടം ഇഫക്റ്റുകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് സംഭവിക്കുന്നത് എന്നതിൽ ഇപ്പോൾ ശാസ്ത്ര സമൂഹത്തിൽ സംശയമില്ല.

എന്നാൽ (ഇത് അങ്ങേയറ്റം ഗുരുതരമാണ്, പക്ഷേ) പ്രധാന സവിശേഷതകൾഡി-വേവ് പ്രോസസറിൻ്റെ രൂപകൽപ്പനയിൽ യഥാർത്ഥ പ്രവർത്തന സമയത്ത് അതിൻ്റെ എല്ലാം ഉണ്ട് ക്വാണ്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രംസാധാരണയുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു ആനുകൂല്യവും നൽകുന്നില്ല ശക്തമായ കമ്പ്യൂട്ടർ, ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ പ്രത്യേകം സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ തയ്യാറാക്കിയിട്ടുണ്ട്.

ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, ഡി-വേവ് പരീക്ഷിക്കുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഇതുവരെ ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന് അതിൻ്റെ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ മികവ് തെളിയിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു യഥാർത്ഥ പ്രശ്‌നം കാണാൻ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ലെന്ന് മാത്രമല്ല, നിർമ്മാണ കമ്പനിക്ക് പോലും ആ പ്രശ്‌നം എന്തായിരിക്കുമെന്ന് അറിയില്ല. ..

512-ക്വിറ്റ് ഡി-വേവ് പ്രോസസറിൻ്റെ ഡിസൈൻ സവിശേഷതകളെക്കുറിച്ചാണ് ഇത്, ഇത് 8 ക്വിറ്റുകളുടെ ഗ്രൂപ്പുകളിൽ നിന്ന് കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു. അതേ സമയം, 8 ക്വിറ്റുകളുള്ള ഈ ഗ്രൂപ്പുകൾക്കുള്ളിൽ, അവയെല്ലാം പരസ്പരം നേരിട്ട് ആശയവിനിമയം നടത്തുന്നു, എന്നാൽ ഈ ഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിൽ കണക്ഷനുകൾ വളരെ ദുർബലമാണ് (എല്ലാ പ്രോസസറിൻ്റെ എല്ലാ ക്വിറ്റുകളും പരസ്പരം നേരിട്ട് ആശയവിനിമയം നടത്തണം). ഇത് തീർച്ചയായും ഒരു ക്വാണ്ടം പ്രൊസസർ നിർമ്മിക്കുന്നതിൻ്റെ സങ്കീർണ്ണതയെ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു... പക്ഷേ, ഇത് മറ്റ് നിരവധി പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ക്രയോജനിക് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു, അത് പ്രവർത്തിക്കാൻ വളരെ ചെലവേറിയതും സർക്യൂട്ടിനെ അൾട്രാ ലോയിലേക്ക് തണുപ്പിക്കുന്നതുമാണ്. താപനില.

അപ്പോൾ അവർ ഇപ്പോൾ ഞങ്ങൾക്ക് എന്താണ് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നത്?

കനേഡിയൻ കമ്പനിയായ ഡി-വേവ് കഴിഞ്ഞ വർഷം സെപ്റ്റംബറിൽ പ്രഖ്യാപിച്ച ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഡി-വേവ് 2000 ക്യൂവിൻ്റെ വിൽപ്പന ആരംഭിച്ചതായി പ്രഖ്യാപിച്ചു. മൂറിൻ്റെ നിയമത്തിൻ്റെ നമ്മുടെ സ്വന്തം അനലോഗ് അനുസരിച്ച്, ഓരോ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെയും എണ്ണം ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട്ഓരോ രണ്ട് വർഷത്തിലും ഇരട്ടിയായി, ഡി-വേവ് ക്യുപിയുവിൽ (ക്വാണ്ടം പ്രോസസ്സിംഗ് യൂണിറ്റ്) 2,048 ക്വിറ്റുകൾ സ്ഥാപിച്ചു. സിപിയുവിലെ ക്വിറ്റുകളുടെ എണ്ണത്തിലെ വളർച്ചയുടെ ചലനാത്മകത കഴിഞ്ഞ വർഷങ്ങൾഅത് പോലെ തോന്നുന്നു:

2007 — 28
…
— 2013 — 512
— 2014 — 1024
— 2016 — 2048.

മാത്രമല്ല, പരമ്പരാഗത പ്രോസസ്സറുകൾ, സിപിയു, ജിപിയു എന്നിവയിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ക്യുബിറ്റുകൾ ഇരട്ടിപ്പിക്കുന്നത് 2 മടങ്ങ് അല്ല, മറിച്ച് പ്രകടനത്തിൽ 1000 മടങ്ങ് വർദ്ധനവാണ്. പരമ്പരാഗത ആർക്കിടെക്ചറും സിംഗിൾ-കോർ സിപിയു, 2500-കോർ ജിപിയു കോൺഫിഗറേഷനും ഉള്ള കമ്പ്യൂട്ടറുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പ്രകടനത്തിലെ വ്യത്യാസം 1,000 മുതൽ 10,000 മടങ്ങ് വരെയാണ്. ഈ സംഖ്യകളെല്ലാം തീർച്ചയായും ശ്രദ്ധേയമാണ്, എന്നാൽ കുറച്ച് "പക്ഷേ" ഉണ്ട്.

ഒന്നാമതായി, D-Wave 2000Q വളരെ ചെലവേറിയതാണ് - $15 മില്യൺ. ഇത് വളരെ വലുതും സങ്കീർണ്ണവുമായ ഉപകരണമാണ്. അതിൻ്റെ മസ്തിഷ്കം നിയോബിയം എന്ന നോൺ-ഫെറസ് ലോഹം കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ഒരു CPU ആണ്, അതിൻ്റെ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ഗുണങ്ങൾ (ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് ആവശ്യമാണ്) 15 മില്ലികെൽവിനിൽ (അത് ബഹിരാകാശത്തെ താപനിലയേക്കാൾ 180 മടങ്ങ് കുറവാണ്) കേവല പൂജ്യത്തിനടുത്തുള്ള താപനിലയിൽ ഒരു ശൂന്യതയിൽ സംഭവിക്കുന്നു.

അത്തരം വളരെ കുറഞ്ഞ താപനില നിലനിർത്തുന്നതിന് ധാരാളം ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്, 25 kW. എന്നിരുന്നാലും, നിർമ്മാതാവിൻ്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ, പരമ്പരാഗത സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ തത്തുല്യ പ്രകടനത്തേക്കാൾ 100 മടങ്ങ് കുറവാണ് ഇത്. അതിനാൽ D-Wave 2000Q ൻ്റെ ഒരു വാട്ട് വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം 100 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. കമ്പനി അതിൻ്റെ “മൂറിൻ്റെ നിയമം” പിന്തുടരുന്നത് തുടരുകയാണെങ്കിൽ, ഭാവിയിലെ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ ഈ വ്യത്യാസം ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കും, അതേസമയം വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം നിലവിലെ തലത്തിൽ നിലനിർത്തുന്നു.

ഒന്നാമതായി, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് ഒരു പ്രത്യേക ഉദ്ദേശ്യമുണ്ട്. D-Wave 2000Q ൻ്റെ കാര്യത്തിൽ ഞങ്ങൾ സംസാരിക്കുന്നത്വിളിക്കപ്പെടുന്നതിനെക്കുറിച്ച് അഡിയബാറ്റിക് കമ്പ്യൂട്ടറുകളും ക്വാണ്ടം നോർമലൈസേഷൻ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കലും. ഇനിപ്പറയുന്ന മേഖലകളിൽ അവ പ്രത്യേകിച്ചും ഉയർന്നുവരുന്നു:

യന്ത്ര പഠനം:

സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ അപാകതകൾ കണ്ടെത്തുന്നു
- കംപ്രസ് ചെയ്ത മോഡലുകൾ കണ്ടെത്തുന്നു
- ചിത്രവും പാറ്റേൺ തിരിച്ചറിയലും
- ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് പരിശീലനം
- സ്ഥിരീകരണവും അംഗീകാരവും സോഫ്റ്റ്വെയർ
- ഘടനയില്ലാത്ത ഡാറ്റയുടെ വർഗ്ഗീകരണം
- സർക്യൂട്ടിലെ പിശകുകളുടെ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ്

സുരക്ഷയും ആസൂത്രണവും

വൈറസുകളും നെറ്റ്‌വർക്ക് ഹാക്കിംഗും കണ്ടെത്തൽ
- വിഭവങ്ങളുടെ വിതരണവും ഒപ്റ്റിമൽ പാതകൾ കണ്ടെത്തലും
- ഒരു സെറ്റിലെ അംഗത്വത്തിൻ്റെ നിർണ്ണയം
- ചാർട്ട് പ്രോപ്പർട്ടികളുടെ വിശകലനം
- പൂർണ്ണസംഖ്യകളുടെ ഘടകവൽക്കരണം (ക്രിപ്റ്റോഗ്രഫിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു)

സാമ്പത്തിക മോഡലിംഗ്

വിപണി അസ്ഥിരത കണ്ടെത്തൽ
- വികസനം വ്യാപാര തന്ത്രങ്ങൾ
- ട്രേഡിംഗ് ട്രാക്കുകളുടെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ
- അസറ്റ് പ്രൈസിംഗിൻ്റെയും ഹെഡ്ജിംഗിൻ്റെയും ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ
- പോർട്ട്ഫോളിയോ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ

ആരോഗ്യ സംരക്ഷണവും മരുന്നും

വഞ്ചന കണ്ടെത്തൽ (ഒരുപക്ഷേ ആരോഗ്യ ഇൻഷുറൻസുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു)
- ടാർഗെറ്റുചെയ്‌ത (“മോളിക്യുലാർ ടാർഗെറ്റഡ്”) മയക്കുമരുന്ന് തെറാപ്പിയുടെ തലമുറ
- റേഡിയോ തെറാപ്പി ഉപയോഗിച്ചുള്ള [കാൻസർ] ചികിത്സയുടെ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ
- പ്രോട്ടീൻ മോഡലുകളുടെ സൃഷ്ടി.

D-Wave 2000Q ആദ്യമായി വാങ്ങിയത് സൈബർ സുരക്ഷാ മേഖലയിൽ ഏർപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന കമ്പനിയായ TDS (ടെമ്പറൽ ഡിഫൻസ് സിസ്റ്റംസ്) ആയിരുന്നു. പൊതുവേ, ഡി-വേവ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ലോക്ക്ഹീഡ് മാർട്ടിൻ, ഗൂഗിൾ, നാസ അമേസ് റിസർച്ച് സെൻ്റർ, യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് സതേൺ കാലിഫോർണിയ, യുഎസ് ഡിപ്പാർട്ട്മെൻ്റ് ഓഫ് എനർജിയുടെ ലോസ് അലാമോസ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറി തുടങ്ങിയ കമ്പനികളും സ്ഥാപനങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

അതിനാൽ, നമ്മൾ സംസാരിക്കുന്നത് ഒരു അപൂർവമായ (ഡി-വേവ്) ലോകത്തിലെ ഒരേയൊരു കമ്പനിയാണ് വാണിജ്യ സാമ്പിളുകൾക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ) കൂടാതെ ഇടുങ്ങിയതും നിർദ്ദിഷ്ടവുമായ ആപ്ലിക്കേഷനുള്ള ചെലവേറിയ സാങ്കേതികവിദ്യയും. എന്നാൽ അതിൻ്റെ ഉൽപ്പാദനക്ഷമതയുടെ വളർച്ചാ നിരക്ക് അതിശയകരമാണ്, ഈ ചലനാത്മകത തുടരുകയാണെങ്കിൽ, ഡി-വേവിൻ്റെ (മറ്റ് കമ്പനികൾ കാലക്രമേണ ചേരുന്ന) അഡിയബാറ്റിക് കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് നന്ദി, വരും വർഷങ്ങളിൽ ശാസ്ത്രത്തിലും സാങ്കേതികവിദ്യയിലും യഥാർത്ഥ മുന്നേറ്റങ്ങൾ നമുക്ക് പ്രതീക്ഷിക്കാം. ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇൻ്റലിജൻസ് പോലുള്ള വാഗ്ദാനവും അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നതുമായ സാങ്കേതികവിദ്യയുള്ള ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ സംയോജനമാണ് പ്രത്യേക താൽപ്പര്യം - പ്രത്യേകിച്ചും ആൻഡി റൂബിൻ പോലുള്ള ആധികാരിക സ്പെഷ്യലിസ്റ്റ് ഇതിൽ ഭാവി കാണുന്നതിനാൽ.

അതെ, ഐബിഎം കോർപ്പറേഷൻ ഇൻ്റർനെറ്റ് ഉപയോക്താക്കളെ അത് നിർമ്മിച്ച യൂണിവേഴ്സൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിലേക്ക് സൗജന്യമായി കണക്ട് ചെയ്യാനും ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം പരീക്ഷിക്കാനും അനുവദിച്ചിട്ടുണ്ടെന്ന് നിങ്ങൾക്കറിയാമോ. ക്രിപ്‌റ്റോഗ്രാഫിക് സിസ്റ്റങ്ങളെ തകർക്കാൻ ഈ ഉപകരണം ശക്തമല്ല പൊതു കീ, എന്നാൽ IBM-ൻ്റെ പദ്ധതികൾ യാഥാർത്ഥ്യമാകുകയാണെങ്കിൽ, കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ ആവിർഭാവം തൊട്ടുപിന്നാലെയാണ്.

ഐബിഎം ലഭ്യമാക്കിയ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൽ അഞ്ച് ക്യുബിറ്റുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു: നാലെണ്ണം ഡാറ്റയുമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അഞ്ചാമത്തേത് കണക്കുകൂട്ടൽ സമയത്ത് പിശകുകൾ തിരുത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതിൻ്റെ ഡെവലപ്പർമാർ അഭിമാനിക്കുന്ന പ്രധാന കണ്ടുപിടുത്തമാണ് പിശക് തിരുത്തൽ. ഭാവിയിൽ ക്വിറ്റുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് എളുപ്പമാക്കും.

IBM അതിൻ്റെ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സാർവത്രികമാണെന്നും ഏത് ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതങ്ങളും നടപ്പിലാക്കാൻ പ്രാപ്തമാണെന്നും ഊന്നിപ്പറയുന്നു. ഡി-വേവ് വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന അഡിയാബാറ്റിക് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ നിന്ന് ഇത് ഇതിനെ വേർതിരിക്കുന്നു. അഡിയാബാറ്റിക് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ തിരയാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ് ഒപ്റ്റിമൽ പരിഹാരംപ്രവർത്തനങ്ങൾ മറ്റ് ആവശ്യങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമല്ല.

പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് ചെയ്യാൻ കഴിയാത്ത ചില പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ സാർവത്രിക ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ അനുവദിക്കുമെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു. അത്തരം ഒരു പ്രശ്നത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും പ്രശസ്തമായ ഉദാഹരണം അക്കങ്ങളെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നതാണ്. ഒരു വലിയ സംഖ്യയുടെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഒരു സാധാരണ കമ്പ്യൂട്ടറിന്, വളരെ വേഗതയേറിയ ഒന്നായാലും നൂറുകണക്കിന് വർഷങ്ങൾ എടുക്കും. ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ ഷോറിൻ്റെ അൽഗോരിതം ഉപയോഗിച്ച് പൂർണ്ണസംഖ്യകളെ ഗുണിക്കുന്നതുപോലെ വേഗത്തിൽ കണ്ടെത്തും.

സംഖ്യകളെ പ്രൈം ഫാക്ടറുകളാക്കി വേഗത്തിലാക്കാനുള്ള അസാധ്യതയാണ് അടിസ്ഥാനം ക്രിപ്റ്റോഗ്രാഫിക് സിസ്റ്റങ്ങൾഒരു പൊതു കീ ഉപയോഗിച്ച്. ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന വേഗതയിൽ ഈ പ്രവർത്തനം നടത്താൻ അവർ പഠിക്കുകയാണെങ്കിൽ, മിക്കവരും ആധുനിക ക്രിപ്റ്റോഗ്രഫിമറക്കേണ്ടി വരും.

ക്വാണ്ടത്തിൽ IBM കമ്പ്യൂട്ടർനിങ്ങൾക്ക് ഷോറിൻ്റെ അൽഗോരിതം പ്രവർത്തിപ്പിക്കാം, എന്നാൽ കൂടുതൽ ക്യുബിറ്റുകൾ ഉണ്ടാകുന്നതുവരെ, ഇത് കാര്യമായ പ്രയോജനം ചെയ്യില്ല. അടുത്ത പത്ത് വർഷത്തിനുള്ളിൽ ഇത് മാറും. 2025-ഓടെ, അമ്പത് മുതൽ നൂറ് ക്വിറ്റുകൾ വരെയുള്ള ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ നിർമ്മിക്കാൻ ഐബിഎം പദ്ധതിയിടുന്നു. വിദഗ്ധരുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, അമ്പത് ക്യുബിറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പോലും, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് ചില പ്രായോഗിക പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയും.

കൂടുതൽ രസകരമായ ചില കാര്യങ്ങൾ ഇതാ കമ്പ്യൂട്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ: എങ്ങനെയെന്ന് വായിക്കുക, പക്ഷേ ഇത് സാധ്യമാണെന്നും അത് എന്താണെന്നും ഇത് മാറുന്നു

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ സാരാംശം കൂടുതലോ കുറവോ പൂർണ്ണമായി വെളിപ്പെടുത്തുന്നതിന്, നമുക്ക് ആദ്യം ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ ചരിത്രത്തിൽ സ്പർശിക്കാം.
ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾക്ക് നൊബേൽ സമ്മാനങ്ങൾ ലഭിച്ച രണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് നന്ദി പറഞ്ഞുകൊണ്ടാണ് ഇത് ഉത്ഭവിച്ചത്: 1918-ൽ എം. പ്ലാങ്കിൻ്റെ ക്വാണ്ടത്തിൻ്റെ കണ്ടെത്തലും 1921-ൽ എ. ഐൻസ്റ്റീൻ്റെ ഫോട്ടോണിൻ്റെ കണ്ടെത്തലും.
ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ എന്ന ആശയം ജനിച്ച വർഷം 1980 ആയിരുന്നു, ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ കൃത്യത പ്രായോഗികമായി തെളിയിക്കാൻ ബെനിയോഫിന് കഴിഞ്ഞു.
ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ ആദ്യത്തെ പ്രോട്ടോടൈപ്പ് 1998-ൽ മസാച്ചുസെറ്റ്സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിൽ (എംടിഐ) ഗെർഷെൻഫെൽഡും ചുവാങ്ങും ചേർന്ന് സൃഷ്ടിച്ചു. ഇതേ സംഘം ഗവേഷകർ അടുത്ത രണ്ട് വർഷത്തിനുള്ളിൽ കൂടുതൽ വിപുലമായ മോഡലുകൾ സൃഷ്ടിച്ചു.

ഒരു നോൺ-സ്പെഷ്യലിസ്റ്റിനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സ്കെയിലിൽ തികച്ചും അതിശയകരമായ ഒന്നാണ്, അത് കണക്കുകൂട്ടൽ യന്ത്രം, അതിൻ്റെ മുന്നിൽ ഒരു സാധാരണ കമ്പ്യൂട്ടർ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടറിന് മുന്നിൽ ഒരു അബാക്കസ് പോലെയാണ്. തീർച്ചയായും, ഇത് തിരിച്ചറിയുന്നതിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയുള്ള കാര്യമാണ്.
ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുമായി ബന്ധമുള്ള ഒരു വ്യക്തിക്ക് ഇത് ഒരു ഉപകരണമാണ് പൊതു തത്വങ്ങൾആരുടെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ കൂടുതലോ കുറവോ വ്യക്തമാണ്, എന്നാൽ ഹാർഡ്‌വെയറിൽ ഇത് നടപ്പിലാക്കുന്നതിന് മുമ്പ് പരിഹരിക്കേണ്ട നിരവധി പ്രശ്‌നങ്ങളുണ്ട്, ഇപ്പോൾ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള നിരവധി ലബോറട്ടറികൾ ഈ തടസ്സങ്ങൾ മറികടക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു.
IBM, DWays എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള സ്വകാര്യ കമ്പനികളുടെ ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ മുൻകാലങ്ങളിൽ പുരോഗതി ഉണ്ടായിട്ടുണ്ട്.
കുറിച്ച് ഏറ്റവും പുതിയ നേട്ടങ്ങൾഈ പ്രദേശത്ത് അവർ ഇന്നും പതിവായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു. പ്രധാനമായും ജാപ്പനീസ്, അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഗവേഷണം നടത്തുന്നത്. ജപ്പാൻ, ഹാർഡ്‌വെയറിലും സോഫ്‌റ്റ്‌വെയറിലും ലോകനേതൃത്വത്തിനായുള്ള അന്വേഷണത്തിൽ, ഈ മേഖലയിലെ വികസനങ്ങൾക്കായി വലിയ തുക ചെലവഴിക്കുന്നു. ഹ്യൂലറ്റ്-പാക്കാർഡിൻ്റെ വൈസ് പ്രസിഡൻ്റ് പറയുന്നതനുസരിച്ച്, എല്ലാ ഗവേഷണങ്ങളുടെയും 70% വരെ ഉദയസൂര്യൻ്റെ നാട്ടിൽ നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. ആഗോള വിപണിയിൽ നേതൃത്വം നേടുന്നതിനുള്ള അവരുടെ കേന്ദ്രീകൃത കമ്പനിയുടെ ഘട്ടങ്ങളിലൊന്നാണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ.

ഈ സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ പ്രാവീണ്യം നേടാനുള്ള ആഗ്രഹം എന്താണ് വിശദീകരിക്കുന്നത്? അർദ്ധചാലക കമ്പ്യൂട്ടറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് അവയുടെ നിഷേധിക്കാനാവാത്ത സുപ്രധാന ഗുണങ്ങൾ!

എന്താണിത്?

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഉപകരണമാണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ.
ഇന്ന്, ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിൽ ലഭ്യമായ ഡാറ്റ ഉപയോഗിച്ച് സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയാത്ത ഒരു സാങ്കൽപ്പിക ഉപകരണമാണ് ഫുൾ സ്കെയിൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ.

ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്കായി ക്ലാസിക്കൽ അൽഗോരിതങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല, മറിച്ച് ക്വാണ്ടം സ്വഭാവമുള്ള കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രക്രിയകളാണ്, അവയെ ക്വാണ്ടം അൽഗോരിതം എന്നും വിളിക്കുന്നു. ഈ അൽഗോരിതങ്ങൾ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ ഇഫക്റ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു: ക്വാണ്ടം എൻടാൻഗിൾമെൻ്റ്, ക്വാണ്ടം പാരലലിസം.

ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ എന്തിനാണ് ആവശ്യമെന്ന് മനസിലാക്കാൻ, അതിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ തത്വം സങ്കൽപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.
പൂജ്യങ്ങളിലും ഒന്നിലും തുടർച്ചയായ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തി ഒരു പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടർ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ഫിലിമിൻ്റെ വളയങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ വളയങ്ങളിലൂടെ കറൻ്റിന് വ്യത്യസ്ത ദിശകളിലേക്ക് ഒഴുകാൻ കഴിയും, അതിനാൽ അത്തരം വളയങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖലയ്ക്ക് ഒരേസമയം പൂജ്യങ്ങളും ഒന്നുകളും ഉപയോഗിച്ച് കൂടുതൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയും.
ഉയർന്ന ശക്തിയാണ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ പ്രധാന നേട്ടം. നിർഭാഗ്യവശാൽ, ഈ വളയങ്ങൾ ചെറിയ ബാഹ്യ സ്വാധീനങ്ങൾക്ക് പോലും വിധേയമാണ്, അതിൻ്റെ ഫലമായി വൈദ്യുതധാരയുടെ ദിശ മാറാം, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ തെറ്റാണ്.

ഒരു പരമ്പരാഗത ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൽ നിന്ന് ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ വ്യത്യാസം

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളും പരമ്പരാഗതമായവയും തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം, ഡാറ്റയുടെ സംഭരണവും പ്രോസസ്സിംഗും പ്രക്ഷേപണവും സംഭവിക്കുന്നത് “ബിറ്റുകൾ” ഉപയോഗിച്ചല്ല, മറിച്ച് “ക്യുബിറ്റുകൾ” - ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, “ക്വാണ്ടം ബിറ്റുകൾ” എന്നാണ്. ഒരു സാധാരണ ബിറ്റ് പോലെ, ഒരു ക്വിറ്റ് "|0>", "|1>" എന്നീ പരിചിതമായ സംസ്ഥാനങ്ങളിലും കൂടാതെ - സൂപ്പർപോസിഷൻ അവസ്ഥയിലും A·|0> + B·|1>, ഇവിടെ A ബി എന്നിവ ഏതെങ്കിലും സങ്കീർണ്ണ സംഖ്യകൾ, വ്യവസ്ഥ തൃപ്തിപ്പെടുത്തുന്നു | A |2 + | ബി |2 = 1.

ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ തരങ്ങൾ

രണ്ട് തരം ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുണ്ട്. രണ്ടും ക്വാണ്ടം പ്രതിഭാസങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, വ്യത്യസ്ത ക്രമത്തിൽ.

സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റി ലംഘനങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കാന്തിക പ്രവാഹത്തിൻ്റെ അളവ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ - ജോസഫ്സൺ ജംഗ്ഷനുകൾ. അവർ ഇതിനകം തന്നെ ജോസഫ്സൺ ഇഫക്റ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു ലീനിയർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, അനലോഗ്-ടു-ഡിജിറ്റൽ കൺവെർട്ടറുകൾ, SQUID-കളും കോറിലേറ്ററുകളും മൂലക അടിസ്ഥാനംഒരു പെറ്റാഫ്ലോപ്പ് (1015 op./s) കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിക്കാൻ പ്രോജക്റ്റിൽ ഉപയോഗിച്ചു. പരീക്ഷണാടിസ്ഥാനത്തിൽ നേടിയത് ക്ലോക്ക് ആവൃത്തി 370 GHz, ഇത് ഭാവിയിൽ 700 GHz ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ഈ ഉപകരണങ്ങളിലെ തരംഗ പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഡീഫേസിംഗ് സമയം വ്യക്തിഗത വാൽവുകളുടെ സ്വിച്ചിംഗ് സമയവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്, വാസ്തവത്തിൽ പുതിയവയിൽ, ക്വാണ്ടം തത്വങ്ങൾഇതിനകം പരിചിതമായ മൂലക അടിത്തറ നടപ്പിലാക്കി - ട്രിഗറുകൾ, രജിസ്റ്ററുകൾ എന്നിവയും മറ്റുള്ളവയും ലോജിക് ഗേറ്റുകൾ.

ക്വാണ്ടം കോഹറൻ്റ് കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ എന്നും വിളിക്കപ്പെടുന്ന മറ്റൊരു തരം ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക്, മുഴുവൻ കമ്പ്യൂട്ടേഷൻ സമയത്തിലുടനീളം ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്വിറ്റുകളുടെ തരംഗ പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സംയോജനം ആവശ്യമാണ് - തുടക്കം മുതൽ അവസാനം വരെ (ഒരു ക്വിറ്റ് രണ്ട് സമർപ്പിത ഊർജ്ജ നിലകളുള്ള ഏത് ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ സിസ്റ്റവും ആകാം). തൽഫലമായി, ചില ജോലികൾക്കായി കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവർകോഹറൻ്റ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ 2N ന് ആനുപാതികമാണ്, ഇവിടെ N എന്നത് കമ്പ്യൂട്ടറിലെ ക്വിറ്റുകളുടെ എണ്ണമാണ്. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളെക്കുറിച്ച് പറയുമ്പോൾ ഉദ്ദേശിക്കുന്നത് രണ്ടാമത്തെ തരം ഉപകരണമാണ്.

ഇപ്പോൾ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ

എന്നാൽ ഇന്ന് ചെറിയ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. ഡി-വേവ് സിസ്റ്റംസ് എന്ന കമ്പനി ഈ ദിശയിൽ പ്രത്യേകിച്ചും സജീവമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് 2007 ൽ 16 ക്വിറ്റുകളുടെ ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ സൃഷ്ടിച്ചു. അതിഥികളെ മേശപ്പുറത്ത് ഇരുത്താനുള്ള ചുമതല ഈ കമ്പ്യൂട്ടർ വിജയകരമായി നേരിട്ടു, അവരിൽ ചിലർ പരസ്പരം ഇഷ്ടപ്പെട്ടില്ല എന്ന വസ്തുതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി. ഇപ്പോൾ ഡി-വേവ് സിസ്റ്റംസ് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നത് തുടരുന്നു.

ജപ്പാൻ, ചൈന, യുഎസ്എ എന്നിവിടങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു കൂട്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ആദ്യമായി വോൺ ന്യൂമാൻ ആർക്കിടെക്ചർ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു - അതായത്, ക്വാണ്ടം പ്രോസസറും ക്വാണ്ടം മെമ്മറിയും ശാരീരികമായി വേർതിരിക്കുന്നു. IN നിലവിൽക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ (ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിലെ വസ്തുക്കളുടെ അസാധാരണമായ ഗുണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ) പ്രായോഗികമായി നടപ്പിലാക്കുന്നതിനായി, ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ വിവിധതരം വിദേശ വസ്തുക്കളും പ്രതിഭാസങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു - ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാപ്പിൽ പിടിച്ചെടുക്കുന്ന അയോണുകൾ, ന്യൂക്ലിയർ മാഗ്നറ്റിക് റെസൊണൻസ്. ഉള്ളിൽ പുതിയ ജോലിശാസ്ത്രജ്ഞർ മിനിയേച്ചർ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് സർക്യൂട്ടുകളെ ആശ്രയിച്ചു-അത്തരം സർക്യൂട്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടർ നടപ്പിലാക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യത 2008-ൽ നേച്ചറിൽ വിവരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

ശാസ്ത്രജ്ഞർ കൂട്ടിച്ചേർത്ത കമ്പ്യൂട്ടറിൽ ഒരു ക്വാണ്ടം മെമ്മറി അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിൽ രണ്ട് മൈക്രോവേവ് റെസൊണേറ്ററുകൾ, ഒരു ബസ് ബന്ധിപ്പിച്ച രണ്ട് ക്വിറ്റുകളുടെ ഒരു പ്രോസസർ (അതിൻ്റെ പങ്ക് ഒരു റെസൊണേറ്ററും വഹിച്ചിരുന്നു, കൂടാതെ ക്വിറ്റുകൾ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് സർക്യൂട്ടുകളും ആയിരുന്നു) ഡാറ്റ മായ്‌ക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണങ്ങളും. ഈ കമ്പ്യൂട്ടർ ഉപയോഗിച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞർ തിരിച്ചറിഞ്ഞു രണ്ട് പ്രധാന അൽഗോരിതങ്ങൾ- ക്വാണ്ടം ടോഫോളി ലോജിക് ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ക്വാണ്ടം ഫോറിയർ രൂപാന്തരവും സംയോജനവും എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ:

ആദ്യ അൽഗൊരിതം വ്യതിരിക്തമായ ഫോറിയർ പരിവർത്തനത്തിൻ്റെ ഒരു ക്വാണ്ടം അനലോഗ് ആണ്. വളരെ ചെറിയ (n2 ൻ്റെ ക്രമത്തിൽ) സംഖ്യയാണ് ഇതിൻ്റെ പ്രത്യേകത പ്രവർത്തന ഘടകങ്ങൾഅനലോഗുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അൽഗോരിതം നടപ്പിലാക്കുമ്പോൾ (ഓർഡർ n 2n). വ്യതിരിക്തമായ പരിവർത്തനംഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഫോറിയർ ആണ് വ്യത്യസ്ത മേഖലകൾമനുഷ്യ പ്രവർത്തനം - ഗവേഷണത്തിൽ നിന്ന് ഡിഫറൻഷ്യൽ സമവാക്യങ്ങൾഡാറ്റ കംപ്രഷൻ മുമ്പ് ഭാഗിക ഡെറിവേറ്റീവുകളിൽ.

ടോഫോളി ക്വാണ്ടം ലോജിക് ഗേറ്റുകൾ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങളാണ്, അവയിൽ നിന്ന് ചില അധിക ആവശ്യകതകളോടെ, ഏതെങ്കിലും ബൂളിയൻ ഫംഗ്‌ഷൻ (പ്രോഗ്രാം) ലഭിക്കും. വ്യതിരിക്തമായ സവിശേഷതഈ ഘടകങ്ങൾ റിവേഴ്സിബിൾ ആണ്, ഇത് ഭൗതികശാസ്ത്ര വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, മറ്റ് കാര്യങ്ങളിൽ, ഉപകരണത്തിൻ്റെ താപ ഉൽപാദനം കുറയ്ക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, അവർ സൃഷ്ടിച്ച സിസ്റ്റത്തിന് ശ്രദ്ധേയമായ ഒരു നേട്ടമുണ്ട് - ഇത് എളുപ്പത്തിൽ അളക്കാൻ കഴിയും. അതിനാൽ, ഭാവിയിലെ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്കുള്ള ഒരുതരം നിർമ്മാണ ബ്ലോക്കായി ഇത് പ്രവർത്തിക്കും. ഗവേഷകർ പറയുന്നതനുസരിച്ച്, പുതിയ ഫലങ്ങൾ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വാഗ്ദാനത്തെ വ്യക്തമായി പ്രകടമാക്കുന്നു.