bilgi işlemkuantum gelişimini inceleyen bilimdir. algoritmalar ve yazılımlar kuantum sistemleri tarafından işlenen bilgilere dayalı, sevmek atomlar, fotonlar veya parçacıklaratom altı. Klasik bilgisayarlardan farklı olarak, kuantum bilgisayarlar olasılık yasalarına göre çalışır. kuantum fiziği.
Kuantum hesaplamanın sağladığı olanaklar, teknolojik gelişme için yeni bir ufuk açar ve giderek artan zamanlarda daha karmaşık görevleri çözebilen bilgisayarlarla bir gelecek tasavvur etmemize izin verin. küçükler.
BakAyrıca:Kazayla meydana gelen fizik keşifleri
Kuantum bilgisayar nedir?
Ö bilgisayarkuantum olabilecek bir makinedir planlanmışiçinçözmeksorunlarmantıklı, günümüzün elektronik bilgisayarları gibi. Bilgisayarlarımız, içinden geçen elektrik akımını kullanırken transistörler bit 1 ve 0'ı taklit etmek için, kuantum bilgisayarlar bunu aşağıdaki gibi kuantum ölçümlerine dayanarak yapar: enerji seviyeleri bir atom kümesinin yönleri, polarizasyon fotonlar vb.
Kuantum hesaplama nasıl çalışır?
Kuantum hesaplama, geleneksel bir bilgisayardan farklı bir bilgisayar türü tarafından yürütülebilen mantıksal algoritmaların geliştirilmesine dayanır. Kuantum bilgisayarlar son derece karmaşık makineler ve buna bağlı bir termal denge çok hassas. Bu bilgisayarların çoğu yalnızca çok düşük sıcaklıklarda çalışabilir, bu nedenle yaklaşık -272 °C'ye soğutulur. azot veya sıvı helyum.
Bunun nedeni, bitkuantum(olarak da adlandırılır kübitler) her zaman "ayarda" olmaları gerekir (teknik olarak, fazda olmaları gerektiğini söylüyoruz) ve herhangi bir ani sıcaklık değişimi "onları karıştır".
Klasik hesaplama, elektrik akımının geçişini kaydeden ve kontrol eden devreler aracılığıyla yapılır. Kabaca söylemek gerekirse, geçiş yapıldığında elektrik akımı, bilgisayar bu bilgiyi 0 veya 1 olabilen bit şeklinde kaydeder. Bilgisayarlar tarafından gerçekleştirilen tüm görevler bu bitleri manipüle ederek çalışır.
Kuantum bilgisayarlarda, sırayla, bilginin yönü gibi diğer şeylerden bilgi elde edilir. çevirmek bir atomun polarizasyonu, bir fotonun polarizasyonu, bir atom kümesinin enerji seviyeleri, vb. Birbirinden farklı olmalarına rağmen bu sistemlerin ortak bir noktası vardır: yasalarına tabidir kuantum fiziği.
Kuantum bilgisayarları hakkında daha derin bir anlayış geliştirmek için kuantum mekaniğinin bazı tuhaflıklarını bilmemiz gerekiyor, değil mi?
Ayrıca bakınız:Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi - Fizikte En Merak Edilen İlkelerden Biri
Hesaplama ve kuantum mekaniği
saat yasalar kuantum bitlerinin davranışını yönetmek, klasik fiziğinkinden tamamen farklıdır.
Göre klasik fizik, lamba içeren bir kutuyu açmadan önce yalnızca iki sonuç beklenir: lamba yanar veya söner. Bununla birlikte, kuantum mekaniği yasalarına göre, lambanın durumu, doğrudan gözlemlenmeden doğrulanamaz.
Söz konusu lambanın bir kuantum nesnesi olduğunu varsayarsak, kutuyu açmadan önce lambanın durumu şöyle olur: tüm olasılıkların birleşimi. Kutu açıldığı anda, tüm durum kombinasyonları kaybolacak ve lamba olası konfigürasyonlardan sadece birini üstlenecek: açık veya kapalı. sanki cehalet durumu Kutunun içindekiler ampulün aynı anda açılıp kapanmasına neden olur, ama doğanın bu durumlardan birini seçmesini sağlayan nedir? Biz bilmiyoruz.
Kuantum mekaniğinin bu özelliği, kübitlerin gözlemlenmeden önce tüm olası durumları üstlenmesini sağlar. Uygulamada, kübitler, bir işlemin sonucunu daha işlem yapılmadan önce dikkate alır. bitmiş, yazı tura oyununun sonucunu madeni para hala havadayken biliyormuşuz gibi.
Kuantum hesaplamanın sunduğu olanaklar, büyük hesaplama kazancı, her kübit 2 klasik bite eşdeğer olduğundan, 64 bit ile çalışan bir kuantum bilgisayar, 2 ile donatılmış klasik bir bilgisayara eşdeğerdir.64 bit (yaklaşık 1.8.1019 bit). Rakamlar yalnızca kuantum hesaplamanın bir gelecek için büyük bahis.
BakAyrıca:Fiziğin cevaplayamadığı 7 soru
Kuantum hesaplama bugün
Son yıllarda, teknolojik gelişmeler ilklerin yaratılmasına izin verdi. işlemcilerkuantum işlevsel. O zamandan beri, kuantum çiplerinin yapımındaki ilerleme, kısmen endüstriden gelen büyük ticari ilgi nedeniyle hızlandı. Emniyet,kripto para birimleri,bankalar,üniversiteler ve diğerleri.
gibi büyük bilgisayar şirketleri Google ve IBM, her zamankinden daha güçlü kuantum bilgisayarlar ürettiler. En son sürüm, Google'ın "yalnızca" 53 kübite sahip kuantum bilgisayarıdır.. Bu bilgisayar, dünyanın en hızlı bilgisayarının en az 10.000 yılda yapacağı bir hesaplamayı dakikalar içinde yapabildi.
Rafael Hellerbrock tarafından
Fizik öğretmeni
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-computacao-quantica.htm