Что такое квантовые вычисления
Квантовые вычисления — это процесс использования квантовой механики для быстрого и эффективного решения сложных и масштабных операций. Подобно тому, как классические компьютеры используются для выполнения классических вычислений, точно так же квантовый компьютер используется для выполнения квантовых вычислений. Квантовые вычисления слишком сложны для решения, поэтому их становится практически невозможно решить с помощью классических компьютеров. Слово «квант» происходит от концепции квантовой механики в физике, которая описывает физические свойства природы электронов и фотонов. Квант является фундаментальной основой для глубокого описания и понимания природы. Таким образом, это причина того, что квантовые вычисления имеют дело со сложностью. Квантовые вычисления — это подобласть квантовой информатики. Он описывает лучший способ работы со сложными вычислениями. Квантовая механика основана на явлениях суперпозиции и запутанности, которые используются для выполнения квантовых вычислений.
Для выполнения квантовых вычислений используется квантовый компьютер, который не похож на классический компьютер. Хотя концепция квантовых вычислений появилась раньше, тогда она не приобрела большой популярности.
Суперпозиция и запутанность
Квант имеет дело с мельчайшими частицами, встречающимися в природе, то есть электронами и фотонами. Эти три частицы известны как квантовые частицы. При этом суперпозиция определяет способность квантовой системы присутствовать в нескольких состояниях (одном или нескольких) одновременно.
Например, машина времени, в которой человек может присутствовать в одном или нескольких местах одновременно, или мы можем сказать что-то, что присутствует вверху, внизу, здесь и там одновременно. Это известно как суперпозиция.
Запутанность определяет очень сильную корреляцию между квантовыми частицами. Эти частицы настолько тесно связаны, что даже если мы поместим одну частицу на один конец Вселенной, а другую на другой конец, обе они мгновенно танцуют.
Эйнштейн описывает запутанность как «жуткое действие на расстоянии». Таким образом, запутанность описывает прочную связь между частицами, где расстояние не имеет значения.
Квантовый компьютер
Квантовый компьютер — это устройство, которое используется для выполнения квантовых вычислений, которые очень сложны по своей природе. Он хранит данные в виде кубитов. Кубиты также известны как квантовые биты. Квантовый компьютер может моделировать те проблемы или операции, которые классический компьютер (который мы используем в настоящее время) не может выполнить. Даже квантовый компьютер способен решать вычислительные задачи быстрее, чем обычный компьютер.
Например, легко получить произведение (500*187625) через классический компьютер, но легко и быстро получить тот же результат через квантовый компьютер. Классическому компьютеру потребуется примерно 5 секунд, чтобы получить результат, тогда как квантовому компьютеру потребуется 0,005 секунды, чтобы получить результат.
В настоящее время исследователи работают с квантовыми компьютерами в области кибербезопасности, чтобы взламывать коды и шифровать электронные сообщения, чтобы исследовать лучшую кибербезопасность и защищенные данные.
Что такое квантовые биты
Квантовые биты или Qbits — это единица хранения квантовых компьютеров. Вся информация хранится в виде кубитов в квантовом компьютере. Квантовые биты — это субатомные частицы, состоящие из электронов или фотонов. Трудно генерировать кубиты и управлять ими, и это сложная задача для ученых, работающих в этой области. Это кубиты, которые несут в себе свойство суперпозиции и запутанности. Это означает, что кубиты могут показывать различные комбинации 1 и 0 одновременно. Таким образом, это суперпозиция. В исследованиях используются микроволновые лучи или лазеры для манипулирования кубитами. Конечный результат вычисления немедленно коллапсирует до квантового состояния 1 или 0. Это запутанность, при которой два члена пары присутствуют в одном квантовом состоянии. Когда два кубита пары размещены на большом расстоянии, и если состояние одного кубита изменится, состояние другого мгновенно изменится предсказуемым образом. Связанная группа квантовых битов или кубитов имеет гораздо большую мощность, чем одно и то же двоичное цифровое число.
Будущее квантовых вычислений
Будущее квантовых вычислений кажется весьма перспективным и продуктивным для мировой торговли. Вышеизложенные моменты говорят о том, что это начало концепции и обязательно станет частью нашей жизни. Это еще не мейнстрим. В будущем квантовые системы позволят отраслям решать те проблемы, которые они всегда считали невозможными решить. По имеющимся данным, рынок квантовых вычислений будет сильно расти в ближайшие десятилетия. Google проявляет большое внимание и интерес к теории квантовых вычислений. Недавно Google запустил новую версию TensorFlow, которая называется TensorFlow Quantum (TFQ). TFQ — это библиотека с открытым исходным кодом. Он используется для создания прототипов моделей квантового машинного обучения. Когда он будет разработан, он позволит разработчикам легко создавать гибридные алгоритмы искусственного интеллекта, которые позволят интегрировать методы квантового компьютера и классического компьютера. Основной мотив TFQ состоит в том, чтобы объединить методы квантовых вычислений и машинного обучения для равномерного создания и управления как естественными, так и искусственными квантовыми компьютерами. Ученые все еще сталкиваются с некоторыми новыми и известными проблемами в области квантовых вычислений, но это, несомненно, приведет к разработке программного обеспечения в ближайшие годы.
Не забывайте ставить лайк, оставлять комментарии и подписываться на канал. Это очень важно для его существования.