Kvant kompyuteri qanday ishlaydi?

Kvant kompyuteri qanday ishlaydi?

Kvant kompyuteri - bu kvant superpozitsiyasi va kvant qo'shilish hodisalarini ishlatadigan qurilma. Bunday hisob-kitoblarning asosiy elementi qubit yoki kvant bit. Ushbu so'zlarning barchasida juda murakkab matematika va fizika yotadi, lekin agar siz ularni iloji boricha soddalashtirsangiz, sizga quyidagilarga o'xshash narsalar beriladi.

Oddiy kompyuterlarda biz bitlar bilan shug'ullanamiz. Bit - bu ikkilik tizimdagi ma'lumotni o'lchash birligi. U 0 va 1 qiymatlarni olishi mumkin, bu nafaqat matematik operatsiyalar uchun, balki mantiqiy qiymatlar uchun ham juda qulaydir, chunki nolga "noto'g'ri" qiymati, birlik "haqiqiy" bo'lishi mumkin.

Zamonaviy protsessorlar tranzistorlar, elektr tokini o'tishi yoki o'tkazmaydigan yarimo'tkazgich elementlari asosida qurilgan. Boshqacha aytganda, 0 va 1 ikkita qiymatni bering. Xuddi shunday, flesh xotirada suzuvchi darvoza tranzistorlari zaryadni saqlashi mumkin. Agar shunday bo'lsa, biz bitta narsani olamiz, agar bo'lmasa, nolga teng. Magnit raqamli qayd etish shunga o'xshash tarzda ishlaydi, faqat u erda axborot tashuvchisi magnit zarracha mavjud yoki zaryadsiz ham.

Hisob-kitoblarda biz (0 yoki 1) xotiradan bit qiymatini o'qiymiz va keyin tranzistor orqali oqimni uzatamiz va u o'tib ketadimi yoki yo'qligiga qarab, chiqishda yangi bit olamiz, ehtimol boshqacha qiymatga ega.

Kvant kompyuterlari uchun qubits nima? Kvant kompyuterida asosiy element qubit - kvant bit. Oddiy bitdan farqli o'laroq, u kvant superpozitsiyasida, ya'ni 0, 1 qiymatiga ega va har qanday vaqtda ularning har qanday kombinatsiyasi mavjud. Agar tizimda bir nechta qubit bo'lsa, uni almashtirish boshqa barcha qubitlarni almashtirishga ham olib keladi.

Bu bir vaqtning o'zida barcha mumkin bo'lgan variantlarni hisoblash imkonini beradi. Ikkilik hisob-kitoblari bilan oddiy protsessor aslida variantlarni ketma-ket hisoblab chiqadi. Avval bitta stsenariy, keyin boshqa, keyin uchinchi va boshqalar. Tezlashtirish uchun biz ko'p tarmoqli, hisob-kitoblarni parallel ravishda bajarishni, dallanishning mumkin bo'lgan variantlarini oldindan aniqlash va ularni oldindan hisoblash uchun ishlatishni boshladik. Kvant kompyuterida bularning barchasi parallel ravishda amalga oshiriladi.

Hisoblash printsipi boshqacha. Qaysidir ma'noda, kvantli kompyuterda muammoning barcha echimlari mavjud, bizning vazifamiz faqat qubitlarning holatini ko'rib chiqish va ... ulardan to'g'ri birini tanlashdir. Va bu erda qiyinchiliklar boshlanadi. Bu kvant kompyuterining ishlash printsipi.