Kaip veikia kvantiniai kompiuteriai? - Paprasčiausiai paaiškinau
Šiais laikais mokslininkai nuolat dirba su kvantiniais kompiuteriais. Neseniai IBM pristatė savo pirmąjį kvantinį kompiuterį. Paaiškiname, kaip čia veikia.
Kvantiniai kompiuteriai: Būtent tai vadinama kvitais
Kvantiniame kompiuteryje naudojamos vadinamosios kvotos.
- Normalūs kompiuterio bitai gali įgyti tik dvi skirtingas reikšmes: 0 ir 1 arba „įjungta“ ir „išjungta“. Tačiau kvadratas tam tikru laikotarpiu, vadinamuoju koherencijos laiku, gali būti nulio ir vienos tarpinėje būsenoje.
- Šioje būsenoje mokslininkai kalba apie superpoziciją . Atliekant matavimą, kvadratas pasikeičia į vieną iš dviejų aiškiai apibrėžtų būsenų, kad matavimo rezultatą būtų galima išsaugoti klasikiniu bitu. Technine prasme superpozicijos praradimas vadinamas decoherence .
- Laboratorijoje tokios kvotos gaminamos iš jonų arba superlaidžių kilpų, vadinamųjų SQUID .
- Dirbant su jonais, neveikiamas jonas atitinka būseną 0, o sužadintas - 1 būseną. Sakoma, kad nenaudojamas mažiausios įmanomos energijos atomas. Tačiau, jei jūs įtraukiate energiją į atomą, jis jaudinasi, nes išoriniai elektronai pasiekia aukštesnį energijos lygį. Jonus galima sužadinti lazeriu.
Kvantiniai registrai - jūs turite tai žinoti
Norint išspręsti aritmetines operacijas, reikia kelių kvotų. Kalbama apie vadinamąjį kvantinį registrą. Tada informacija paskirstoma visoms registro kvotoms.
- Tokį kvantų registrą paprastai sudaro 14 jonų, kurie laikomi išilgai ašies kelių mikrometrų atstumu. Svarbu, kad šiomis kvbitėmis būtų lengva manipuliuoti, tačiau jos taip pat yra apsaugotos nuo trukdžių.
- Tai reiškia, kad kvbitos turi išlikti atitinkamose būsenose kuo ilgiau, kol bus atlikta aritmetinė operacija. Dekrerencija, t. Y. Grįžimas į klasikinę būseną, turi būti atidėta kuo ilgiau.
- Loginiai operatoriai yra naudojami manipuliuoti būsenomis, kurios jau naudojamos informatikoje. Kvantiniuose kompiuteriuose šie operatoriai vadinami kvantiniais vartais . Tai lemia apšvitos trukmę ir šviesos bangos ilgį.
- Paprasčiausia operacija yra neigimas, vadinamas NE . Kvito būsena tiesiog apverčiama arba paneigiama. Dvejetainėje sistemoje 0 būtų 1 ir atvirkščiai. Šis apvertimas įvyksta labai greitai ir labai dažnai iš eilės ir vykdomas pagal programos algoritmą.
- Pradinei kvantinės gardelės būsenai nustatyti, ji apšvitinama lazerio impulsų pagalba. Švitinimo trukmė gali nustatyti atomo sužadintos būsenos tikimybę.
- Praėjus maždaug dešimčiai mikrosekundžių švitinimo, jonas, kuris iš pradžių nėra sužadinamas, yra sužadintoje būsenoje. Tačiau jei šis atomas bus apšvitintas tik perpus ilgiau, jis bus toje tarpinėje būsenoje, nes 50 procentų didesnė tikimybė, kad jis bus pradinėje būsenoje, o 50 procentų didesnė tikimybė, kad jis bus sužadintoje būsenoje.
- Norint perskaityti rezultatą, atlikus algoritmą, jonai išleidžiami kitu lazerio impulsu, kurio bangos ilgis yra skirtingas. Fluorescencija rodo, ar jie jaudina, ar ne. Tada kompiuteris gali nustatyti teisingas reikšmes.
Kvantiniai kompiuteriai: šiuolaikinė šiuolaikinė technika
Elektronikos mugėje Las Vegase IBM pristatė savo pirmąjį rinkai parengtą kvantinį kompiuterį šiais metais.
- Palyginti su ankstesniais modeliais, „ IBM Q Systems One“ jau skaičiuoja su 20 kvitų, tai yra tinkamo kvantinio kompiuterio kriterijus. Pasak IBM, jai pavyko išlaikyti 20 kvbitų paruoštoje būsenoje 75 mikrosekundės.
- Kvantinis kompiuteris su 50 kvitų turėtų sugebėti į kišenę įsidėti bet kurį klasikinį superkompiuterį.
- „IBM Q Systems One“ - stiklinė dėžutė, kurios ilgis ir plotis siekia du su puse metro, neturėtų būti siūloma parduoti. Vietoj to, atrinkti vartotojai gali pasiekti tai iš debesies ir atlikti skaičiavimus.
Nuo kvantinio kompiuterio iki perforavimo kortelės: Štai kaip atrodė pirmasis kompiuteris
Kitame praktiniame patarime jums parodysime, kaip teisingai konvertuoti dvejetainius ir šešioliktainius skaičius.