A WTF Qubits? A Quantum Computing Ones és Zero sok dolog egyszerre

Qubits egyre nagyobb figyelmet kap ezekben a napokban. Lehet, hogy hallottál róluk, és ha van, akkor valószínűleg tudja valami a számítógépekkel. Ami pontosan az, hogy a számítógépekkel kapcsolatban van, zavaró, így mielőtt közvetlenül merülnénk be, vegyük a kollektív fejünket a kvantumszámítás ötlete köré. A kvantummechanikában a rendszerek nagyon sajátos viselkedést mutathatnak. Ezek közé tartozik a szuperpozíció, amikor egy részecske egyszerre két helyen van, és az összekapcsolódás, amikor az egyik részecske viselkedése befolyásolja más, távolabbi részecskék viselkedését. Ezek nem jelennek meg a mindennapi életünkben, ezért nem aggódunk, hogy a kutya ül a macskában, vagy egyikük a kamrába három államba kerül. A számítógépek építésének módja jelenleg a tranzisztorok - azaz a félvezetők, amelyek kölcsönhatásban állnak és erősítik az elektronikus jeleket - alapját képezik, és nem használhatják ki a kvantumállapotokat. A kvantum számítógépek eltérőek.

De ha épített egy számítógépet tett közvetlenül foglalkozik a kvantumjelenségekkel, az elektronikus eszközök hihetetlen dolgokat tudnak tenni. Ezek a számítógépek hihetetlen sebességgel működhetnek; szitáljon át az adathalászokat néhány másodperc alatt. A munka lényege az adatok természetének átalakítása. Jelenleg az adatok bináris számjegyekkel vannak kódolva, amelyeket biteknek nevezünk, amelyek csak a két állapot egyikét jelentik. De ha megtalálta a módját, hogy a biteket kvantum - vagyis több állapotban létezzen egyszerre - inkább kvantumbitek vagy „qubits” -nek kellene lennie.

A qubit kifejezetten úgy működik, hogy kihasználja a szuperpozíciót, és képes lesz arra, hogy ne csak a két különböző állam egyike legyen, hanem egyszerre mindkét Államok. Olyan, mint egy fénykapcsoló, amely mindkettő be van kapcsolva és ki (egy metafora, ha úgy gondolod, hogy a qubitok a fotonok bizonyos polarizációin alapulnak).Ez a furcsa, hogy a valós világban gondolkodjunk, de a kvantumfizika világában egyáltalán nem furcsa.

A Qubits szintén kvantumkötést mutat, mert egyidejűleg is felléphetnek - tovább segítik az adat-vezérelt folyamatok gyorsítását. A futó számítógép két dolgot képes egyszerre elvégezni, vagy több ponton egyszerre több lépést is futtatni.

Tegyük fel például, hogy van egy olyan eszközünk, amely mélyen meghaladja az adatokat - mint például az egész világ telefonszámait - és minden egyes bejegyzés szervezését és elemzését. A qubits alapú kvantum számítógép sokkal gyorsabban tudta elvégezni ezt a feladatot, mivel az adatokat nem kell egyenként átvizsgálni. Mivel az adatok több állapotban is megjelenhetnek, sokkal gyorsabban feldolgozható.

Maga a kvantum-számítástechnika is felszáll, de a qubitok munkája sokkal nehezebb törekvés. Az elmúlt évtizedben számos mérhető sikert értünk el. 2013-ban a Google a NASA-val együttműködve elindította a Quantum Artificial Intelligence Labet, és sikeresen épített egy 512 qubit D-Wave kvantum számítógépet. Az elmúlt hónapban a kutatók megoldották az optikai qubits fejlődését gátló problémákat; és mások bemutatták a „qutrit” nevű sikeres tesztet, amely nem létezhet kétben, hanem három különböző szuperponált állapotok.

Mindez befolyásolja-e a tömegpiaci technológiával való kapcsolódás módját? Valószínű, de kevés a gyakorlati értéke a qubit-tudásnak - azon túlmenően, hogy megértsük a nem távoli jövőbeli következményeket.