Fisika

Die wedloop vir kwantumoorheersing: 7 redes waarom mense so opgewonde is oor kwantumrekenaars

Die wedloop vir kwantumoorheersing: 7 redes waarom mense so opgewonde is oor kwantumrekenaars

In die herfs van verlede jaar het u moontlik gesien dat 'n paar artikels op die internet ronddryf wat aankondig dat Google die kwantumheerskappy bereik het. Alhoewel die term kwantumoorheersing klink soos die titel wat u ontvang nadat u 'n tien-persoon-doodslag tydens 'n sci-fi-multispeler-veldtog gehad het, was en was die idee dat Google kwantumoorheersing sou bereik, 'n enorme ontwikkeling in die wêreld van kwantumrekenaars. .

Vir oningewydes is kwantumoorheersing 'n term wat in die wêreld van kwantumrekenaars gebruik word, wat die oomblik beskryf wanneer 'n programmeerbare kwantumtoestel 'n probleem kan oplos wat geen klassieke rekenaar haalbaar is nie.

In die geval van Google, en in hul gepubliseerde koerant breedvoerig beskryf, het die soekreus aangekondig dat sy Sycamore-verwerker van 54-quits 'n berekening kon doen in 200 sekondes dit sou die wêreld se kragtigste superrekenaar oorgeneem het 10 000 jaar op te los. Nou het Google se kwantumoorheersingsmoment 'n bietjie ondersoek en uitdagings van mededingers soos IBM gekry. Die algehele navorsingsgemeenskap het die historiese oomblik vir kwantumrekenaar verwelkom. Nietemin, u wonder waarskynlik waarom daar soveel hype rondom kwantumrekenaar is, en of dit u lewe direk sal beïnvloed.

Wel, vandag het jy geluk. Ons gaan enkele van die grootste redes uitlig waarom mense so opgewonde is oor kwantumrekenaars en hoe hierdie opkomende tegnologie u lewe binnekort sal vorm. Maar ons kom onsself voor. Voordat ons nadink oor hoe kwantumberekening die wêreld sal beïnvloed, gee ons u 'n vinnige inleiding tot kwantumrekenaars.

Kwantumberekening het regtig begin belangstel in 1994, toe die wiskundige Peter Shor 'n kwantumalgoritme ontwikkel wat die hooffaktore van groot getalle doeltreffend kon vind, wat beteken dat hierdie algoritmes die probleme kon oplos in 'n tyd van praktiese belang, iets wat buite die vermoë is van "moderne klassieke algoritmes."

Hoe is dit moontlik? Beide kwantumrekenaars en klassieke rekenaars probeer probleme oplos; die manier waarop hulle data manipuleer om antwoorde te kry, verskil egter fundamenteel.

1. Kwantumberekening is gebaseer op 'spookagtige' wetenskap

Soos u waarskynlik geraai het, kyk kwantumrekenaar na die kwantumwêreld om te funksioneer, aangedryf deur twee beginsels van kwantummeganika-superposisie en verstrengeling. Superposisie kan 'n bietjie teenintuïtief wees, maar hou ons mee.

Kortom, superposisie verwys na die kwantumverskynsel waar 'n kwantumsisteem gelyktydig in verskeie toestande of plekke kan bestaan. Met ander woorde, iets kan gelyktydig 'hier' en 'daar' of 'op' en 'af' wees. Beskou dit as 'n rekenaarstelsel wat tegelykertyd 1 en 0 kan wees. Hierdie beginsel lê die raamwerk vir 'n kwantumrekenaar se basiese komponent van inligting, 'n kwbit.

Qubits speel 'n soortgelyke rol as stukkies op 'n rekenaar. Soos beskryf in die Grense van Ingenieurswese: Verslae oor toonaangewende ingenieurswese van die 2018-simposium, "In klassieke rekenaarwetenskap is stukkies transistors wat uit of aan kan wees, wat ooreenstem met die toestande 0 en 1. In kwbits soos elektrone, 0 en 1 kom eenvoudig ooreen met toestande soos die onderste en boonste energievlakke wat hierbo bespreek is. '

"Qubits word onderskei van klassieke stukkies, wat altyd in die 0 of 1 toestand moet wees, deur hul vermoë om in superposisies te wees met wisselende waarskynlikhede wat tydens berekeninge deur kwantumbewerkings gemanipuleer kan word."

Kortom, kwantumrekenaars voer berekeninge uit op grond van die waarskynlikheidsvoorwerp se toestand voordat dit gemeet word, sodat hulle eksponensieel meer data kan verwerk in vergelyking met klassieke rekenaars. Dit is wat kwantumberekening spesiaal maak. Weens die superposisie-beginsel is ons in staat om verskeie probleme op verskillende maniere op te los.

2. Kwantumrekenaars kan 'onsekerheid' in hul kop hou

Stel jou voor dat jy beide 'n kwantumrekenaar en 'n klassieke rekenaar gevra het om uit te vind hoe om uit 'n doolhof te kom. Die tradisionele rekenaar sal elke tak probeer, en al die paaie uitsluit totdat dit op die regte pad is. Terwyl 'n kwantumrekenaar alle roetes tegelykertyd sal probeer. 'N Kwantumrekenaar kan' onsekerheid in sy kop hou '.

Kwantumrekenaars sal gebruik word om van die belangrikste probleme ter wêreld aan te pak, wat wissel van kunsmatige intelligensie tot gesondheidsorg. Is jy al opgewonde?

3. Kwantumberekening sal ons help om die era van kunsmatige intelligensie in te lei

Soos u waarskynlik reeds weet, sal kunsmatige intelligensie omtrent elke faset van die samelewing verander. In werklikheid het u die impak van AI in ons slim huise, gesondheidsorg en vervoer gesien. Desondanks is ons nog steeds ver van die wêreld van algemene KI, KI wat soos mense kan dink en optree.

Kwantiese rekenaars bied die ontwikkelende wêreld van kunsmatige intelligensie meer rekenaarkrag, wat weer sal lei tot meer robuuste KI-stelsels wat ons beter kan verstaan, "self dink", doeltreffender masjienleer bied en klein en groot probleme beter kan oplos. Kwantumberekening kan die druk wees wat ons nodig het om verder te gaan as nou AI.

4. Ons sal beter kuberveiligheid hê

Die basis van aanlynbeveiliging is afhanklik van die inwerkingstelling van groot getalle in primale. Soos hierbo genoem, is kwantumrekenaars uitstekend hierin. Die uiteindelike wydverspreide aanvaarding van kwantumrekenaars sal egter ons koderingsmetodes verouderd maak.

Kwantumrekenaars kan in die verkeerde hande 'n ernstige bedreiging word. Die goeie nuus is nietemin dat opkomende tegnologie ook gebruik word om nuwe koderingsmetodes te ontwikkel en om ultraveilige kommunikasie te skep danksy die eienskappe van kwantummeganika wat die rekenaars aandryf.

5. Kwantumrekenaars word reeds gebruik om nuwe opwindende tegnologieë te ontwikkel

Sal u 'n kwantumtoestel in die hande kry? Of 'n nuwe Apple Quantum-rekenaar? Heel waarskynlik nie. Quantum computing sal gebruik word deur tegnologiese ondernemings, organisasies, R & D, finansiële instellings, ens. Meer nog, daar is tans maatskappye wat kwantumrekenaars gebruik.

Google gebruik dit tans om die sagteware wat in outonome voertuie voorkom, te verbeter en om chemiese reaksies beter te modelleer. As u egter belangstel om met 'n kwantumrekenaar rond te speel, kan u via IBM se webwerf toegang tot IBM se kwantumrekenaar kry en 'n paar kaartspeletjies daarmee speel.

6. Weervoorspellings sal baie akkurater wees

Weervoorspelling is baie akkuraat, maar het steeds foute. Die akkurate voorspelling van die weer gaan veel verder as net 'n sambreel vir die dag. Weer kan die groei en funksionaliteit van 'n ekonomie direk beïnvloed.

Volgens hoofekonoom Rodney F. Weiher, byna 30% van die Amerikaanse BBP ($ 6 biljoen) word direk of indirek beïnvloed deur weer, wat onder meer 'n uitwerking op voedselproduksie, vervoer en kleinhandel het. Kwantumberekening sal 'n nuwe era inlui vir weervoorspelling en voorspelling van natuurrampe.

7. Quantum computing sal ons help om beter lewensreddende middels te skep

Soos hierbo genoem, is die vermoë om ontelbare situasies terselfdertyd te ontleed om 'n oplossing te bied, een van die belangrikste beroepe op kwantumrekenaars. Aktiewe medisyne-navorsing vereis dat chemici die interaksies tussen molekules, proteïene en chemikalieë moet evalueer om te sien of medisyne sekere toestande kan verbeter of siektes kan genees.

Soos u egter kan voorstel, is daar 'n geweldige hoeveelheid kombinasies wat ontleed moet word. Kwantiese rekenaars kan hierdie kurwe in die helfte verminder, wat chemici help om vinniger medisyne-opsies te ontdek. Meer nog, kwantumberekening kan help om die tyd wat benodig word vir die ontwikkeling van gepersonaliseerde medisyne-behandelings te verminder.

Na die toekoms

Daar is baie redes waarom mense opgewonde moet wees oor kwantumrekenaars. Moet egter nie verwag dat die tegnologie rondom u huishouding sal hang nie. Die gevolge van kwantumrekenaarskap kan gesien word deur die lewenskwaliteit van mense regoor die wêreld te verbeter deur beter tegnologieë te skep. Moet jy opgewonde wees? Natuurlik. Soos gesê deur Nella Ludlow, "Quantum computing beloof om 'n ontwrigtende tegnologie te wees met sulke dramatiese spoedverbeterings dat werklike oplossings vir moeilike probleme binne ure en dae opgelos kan word."

"Dieselfde probleme sou honderde jare neem om op ons beste superrekenaars, bekend as 'n klassieke rekenaar, op te los deur hul pad te dwing om deur alle moontlike oplossings te soek."


Kyk die video: Hy Ly en Tel My Op In Hierdie Evangelie by Ricky Audio Sounds (Mei 2021).