Kuatomu isise: awọn apejuwe, opo ti awọn isẹ

Kuatomu iširo, o kere ni yii, lati darukọ kan diẹ ewadun. Modern orisi ti ero ti o lo ti kii-kilasika isiseero fun mimu oyi untold oye ti data, ti di ńlá kan awaridii. Ni ibamu si awọn kóòdù, wọn imuse wà boya julọ fafa ti ọna ti lailai da. Kuatomu nse ṣiṣẹ ni awọn ipele ti ọrọ, ti eyi ti eniyan ti mọ nikan 100 odun seyin. Awọn ti o pọju ti iru isiro jẹ laini. Lilo burujai kuatomu-ini yoo titẹ soke awọn isiro, ki ọpọlọpọ awọn iṣẹ-ṣiṣe ti o wa ni Lọwọlọwọ kilasika awọn kọmputa ko le irewesi lati wa ni resolved. O si ko nikan ni awọn aaye ti kemistri ati ohun elo Imọ. Wall Street ti wa ni tun fifi anfani.

Idoko ni ojo iwaju

CME Group ti fowosi ni Vancouver ile 1QB Information Technologies Inc., ndagba software fun kuatomu iru nse. Ni ibamu si afowopaowo, wọnyi isiro ni o seese lati ni awọn ti o tobi ikolu lori awọn ile ise, eyi ti o ṣiṣẹ pẹlu awọn tobi oye akojo ti kókó data si akoko. Ohun apẹẹrẹ ti iru onibara wa ni owo ajo. Goldman Sachs fowosi ninu D-igbi Systems, ati awọn ile-Ni-Q-Tẹli agbateru nipasẹ awọn CIA. Ni igba akọkọ ti manufactures ero ti o ṣe ohun ti a npe a "kuatomu ki o tutu", ie. E. pinnu awọn kekere-ipele ti o dara ju isoro lilo a kuatomu isise. Intel ti wa ni tun npe ni idoko ni yi ọna ti, biotilejepe o ka awọn imuse ti ojo iwaju owo.

Idi ti ṣe ti o?

Awọn idi ti kuatomu iširo jẹ ki moriwu, da ni wọn pipe apapo pẹlu ẹrọ eko. Lọwọlọwọ, o ni akọkọ ohun elo fun iru isiro. Gba yi ni a Nitori ti awọn agutan ti a kuatomu kọmputa - lilo a ti ara ẹrọ lati wa fun awọn solusan. Nigba miran awọn Erongba salaye nipa awọn apẹẹrẹ ti awọn ere Binu àwọn ẹyẹ. Lati ṣedasilẹ awọn ibaraenisepo ti walẹ ati colliding ohun Sipiyu tabulẹti nlo mathematiki idogba. Kuatomu nse fi yi ona lori awọn oniwe-ori. Nwọn "jabọ" kan diẹ eye, ati ki o wo ohun ti o ṣẹlẹ. Ni microchip kọ iṣẹ-ṣiṣe: o ti wa ni a eye, nwọn o jabọ ohun ti awọn ti aipe afokansi? Ki o si ẹnikeji gbogbo awọn ṣee ṣe solusan, tabi ni o kere kan gan tobi apapo ti wọn, ati awọn idahun ti ni a fun. Ni a kuatomu kọmputa isoro ti wa ni re ko kan mathimatiki, awọn ofin ti fisiksi iṣẹ dipo.

Bawo ni o ṣiṣẹ?

Awọn ipilẹ ile ohun amorindun ti wa aye - awọn kuatomu-darí. Ti o ba ti o ba wo ni ohun ti, awọn idi fun eyi ti won ti wa ni akoso ati ki o wà idurosinsin - awọn ibaraenisepo ti awọn itanna orbitals. Gbogbo kuatomu-darí isiro ti wa ni o wa ninu kọọkan ti wọn. Iye wọn gbooro exponentially mu awọn nọmba ti ti ro pe elekitironi. Fun apẹẹrẹ, 50 elekitironi lati tẹlẹ ni meji 50-ìyí awọn aṣayan. Eleyi phenomenally o tobi nọmba, ki o le ko iṣiro loni. Asopọ alaye yii to fisiksi le ntoka awọn ọna lati lohun iru isoro. 50 kubitovnomu kọmputa le se o.

Dawn kan ti a ti titun akoko

Ni ibamu si Landon Downs, Aare ati àjọ-oludasile ti 1QBit, kuatomu isise - o jẹ ṣee ṣe lati lo awọn processing agbara ti awọn subatomic aye, o jẹ pataki lati gba titun ohun elo tabi awọn ẹda ti titun oogun. Nibẹ ni a naficula lati Aye ti Awari to a titun akoko ti oniru. Fun apẹẹrẹ, kuatomu iširo ni a le lo lati awoṣe catalysts eyi ti gba lati jade carbon ati nitrogen lati bugbamu, ati bayi ran da agbaye imorusi.

Ni forefront ti itesiwaju

awujo ti Difelopa ti yi ọna ti jẹ lalailopinpin yiya ati nšišẹ aṣayan iṣẹ-ṣiṣe. Egbe ni ayika agbaye ni ibere-soke, ajose, egbelegbe ati ijoba Labs ti wa ni Ilé kan ije ọkọ ayọkẹlẹ, eyi ti lo o yatọ si yonuso si kuatomu alaye processing. Da qubit superconducting qubits ati awọn eerun lori awọn sile ions, eyi ti o lowo oluwadi lati University of Maryland ati awọn National Institute of Standards ati Technology. Microsoft ndagba topological ona ti a npe ni Station Q, awọn idi ti eyi ti jẹ to waye ti kii-Abelian anion ti aye ti ko ti conclusively fihan.

Odun jasi awaridii

Ati ni yi nikan ni ibere. Ni opin May 2017 awọn nọmba ti kuatomu-Iru nse ti wa ni adamo ṣe ohun yiyara tabi dara ju a kilasika kọmputa, ni odo. Yi iṣẹlẹ yoo ṣeto awọn "kuatomu superiority", sugbon ki jina o ti ko sele. Nigba ti o jẹ seese wipe yi le ṣẹlẹ bi tete bi odun yi. Ọpọlọpọ insiders so wipe Google ni awọn ti ko ayanfẹ ti awọn ẹgbẹ, mu nipasẹ Ọjọgbọn of Physics, University of California ni Santa Barbara, John Martin. Awọn oniwe-idi - lati se aseyori superior iširo pẹlu iranlọwọ ti awọn 49-qubit isise. Nipa opin May 2017 egbe ni ifijišẹ ni idanwo awọn 22-qubit ërún bi ohun agbedemeji igbese si ọna awọn dismantling ti kilasika supercomputer.

Bi o gbogbo bẹrẹ?

Awọn agutan ti lilo kuatomu isiseero fun alaye processing fun ewadun. Ọkan ninu awọn bọtini iṣẹlẹ lodo wa ninu 1981, nigbati Emu ati MIT lapapo ṣeto a apero lori isiro fisiksi. Awọn gbajumọ physicist Richard Feynman dabaa lati kọ kan kuatomu kọmputa. Gege si i, fun awọn kikopa yẹ ki o gba anfani ti awọn ọna ti kuatomu isiseero. Ati awọn ti o ni a nla ipenija, nitori ti o ko ni wo ki rorun. Ni kuatomu isise ọna opo wa ni da lori awọn nọmba kan ti ajeji-ini ti awọn ọta - superposition ati entanglement. Awọn patiku le je ni ipinle meji ni akoko kanna. Sibẹsibẹ, nigbati idiwon o yoo jẹ o kan ọkan ninu wọn. Ati awọn ti o jẹ soro lati ṣe asọtẹlẹ ninu eyi ti, ayafi lati irisi ti yii ti iṣeeṣe. Yi ipa ti wa ni igba ti a ero ṣàdánwò Schrödinger ká nran, eyi ti o jẹ ninu apoti nigbakannaa okú ki o wa laaye bi gun bi awọn Oluwoye ni ko lati ajiwo peep. Ko si ohun ti ṣiṣẹ ninu igbesi aye ni ọna yi. Sibẹsibẹ, nipa 1 million ti adanwo waiye niwon ibẹrẹ ti ifoya, fi hàn pé tiwqn ko ni tẹlẹ. Ati awọn nigbamii ti igbese ti wa ni figuring jade bi o lati lo yi Erongba.

Kuatomu isise: ise apejuwe

Classic die-die le ni iye 0 tabi 1, o jẹ ṣee ṣe lati isodipupo awọn nọmba, fa awọn aworan ati bẹ bẹ lori. N. Qubit tun le jẹ 0 o ba ti won padanu ila kan nipasẹ "kannaa ibode" (d. AND, TABI, KO, bbl), 1 tabi awọn mejeeji. Ti o ba ti, wipe, 2 qubit kó o, o mu ki wọn daradara ibatan. tẹ kuatomu isise le lo kannaa ibode. T. N. Hadamard ẹnu, fun apẹẹrẹ, fi awọn qubit ni a superposition ipinle ti pipe. Ti o ba ti superposition ati entanglement ni idapo pelu cleverly ni ipo kuatomu ibode, ti o bẹrẹ lati unfold awọn ti o pọju ti iha-atomiki isiro. 2 gba awọn iwadi ti awọn qubit 4 ipinle: 00, 01, 10 ati 11. Awọn isẹ opo ti kuatomu isise iru awọn ti ipaniyan ti kannaa mosi mu ki o ṣee ṣe lati ṣiṣẹ pẹlu gbogbo awọn ipo ni ẹẹkan. Ati awọn nọmba ti o wa ipinle jẹ 2 si agbara ti awọn nọmba ti qubits. Nítorí, ti o ba ti o ba ṣe a 50-qubit gbogbo kuatomu kọmputa, o jẹ oṣeeṣe ṣee ṣe lati wo gbogbo 1.125 quadrillion awọn akojọpọ nigbakannaa.

Kudity

Kuatomu isise ni Russia wo kekere kan otooto. Sayensi lati MIPT ati Russian kuatomu aarin da "kudity" nsoju orisirisi "foju" qubits pẹlu orisirisi "agbara" awọn ipele.

titobi

tẹ kuatomu isise ni o ni awọn anfani ti kuatomu isiseero ti wa ni da lori awọn amplitudes. Iṣeeṣe amplitudes wa ni iru, sugbon ti won le tun jẹ odi, ati eka awọn nọmba. Nítorí, ti o ba ti o ba fẹ lati ṣe iṣiro awọn iṣeeṣe ti ohun iṣẹlẹ, o le fi gbogbo iru titobi ti won idagbasoke awọn aṣayan. Awọn agutan ti kuatomu iširo ni lati gbiyanju lati setup awọn kikọlu Àpẹẹrẹ ki diẹ ninu awọn ti ona lati ti ko tọ si idahun ní a rere titobi, ati diẹ ninu awọn - kan odi, ki nwọn yoo fagilee kọọkan miiran. A ona yori si awọn ti o tọ idahun yoo ni amplitudes eyi ti o wa ni egbe yi pẹlu kọọkan miiran. Awọn omoluabi ni wipe ti o nilo lati ṣeto ohun gbogbo, lai mọ ilosiwaju ohun ti awọn idahun si jẹ ti o tọ. Ki opolopo kuatomu ipinle ni apapo pẹlu awọn o pọju kikọlu ara laarin awọn rere ati odi amplitudes jẹ ẹya anfani ti yi iru iṣiro.

Shor ká alugoridimu

Nibẹ ni o wa ọpọlọpọ awọn iṣẹ-ṣiṣe ti kọmputa jẹ lagbara lati yanju. Gẹgẹ bi awọn ìsekóòdù. Awọn isoro ni wipe o ni ko ki rorun lati ri awọn nomba ifosiwewe ti a 200-nọmba nọmba. Paapa ti o ba laptop ni nṣiṣẹ pẹlu o tayọ software, o le ni lati duro fun ọdun lati ri awọn idahun. Nitorina, miiran de ni kuatomu iširo ti di ohun alugoridimu atejade ni 1994 nipa Peter Shore, ni bayi a professor ti mathimatiki ni MIT. Rẹ ọna ti o jẹ lati wa awọn okunfa kan ti o tobi nọmba nipa lilo a kuatomu kọmputa, eyi ti ko tẹlẹ sibẹsibẹ. Ni pato, awọn alugoridimu ṣe ni isẹ, eyi ti o tọkasi awọn agbegbe pẹlu awọn ti o tọ idahun. Awọn wọnyi odun, Shore awari a ọna ti kuatomu aṣiṣe atunse. Nigbana ni, ọpọlọpọ awọn ti mọ pé o jẹ - yiyan ọna ti isiro, eyi ti o ni awọn igba miiran le jẹ diẹ alagbara. Ki o si tẹle a gbaradi ti awọn anfani lati physicists lati ṣẹda qubits ati kannaa ibode laarin wọn. Ki o si bayi, meji ewadun nigbamii, eda eniyan ni lori etibebe ti ṣiṣẹda kan ni kikun-fledged kuatomu kọmputa.