Yuav ua li cas Quantum computers yuav hloov lub ntiaj teb no: Yav Tom Ntej ntawm Computers P7

Muaj ntau hype ntab ncig ntawm kev lag luam hauv computer, hype nyob ib ncig ntawm ib qho kev siv tshuab uas muaj peev xwm hloov tau txhua yam: quantum computers. Ua peb lub tuam txhab lub npe, peb yuav lees txais qhov kev tsis ncaj ncees hauv peb qhov kev thab plaub nyob ib puag ncig ntawm cov thev naus laus zis no, thiab dhau ntawm tshooj kawg ntawm peb Lub Neej Yav Tom Ntej ntawm Computers series, peb vam tias yuav qhia rau koj vim li cas qhov ntawd yog.

Nyob rau theem pib, quantum computer muaj lub sijhawm los tswj cov ntaub ntawv hauv ib txoj hauv kev sib txawv. Qhov tseeb, thaum lub tshuab thev naus laus zis no loj tuaj, cov khoos phis tawj no yuav tsis tsuas yog daws cov teeb meem lej sai dua li lub khoos phis tawj tam sim no, tab sis kuj tseem muaj lub khoos phis tawj tau kwv yees yuav muaj nyob rau ob peb xyoos tom ntej no (xav tias Moore txoj cai muaj tseeb). Qhov tseeb, zoo ib yam li peb cov kev sib tham nyob ib puag ncig supercomputers nyob rau hauv peb tshooj kawg, yav tom ntej quantum computers yuav ua rau tib neeg los daws cov lus nug loj dua uas tuaj yeem pab peb kom nkag siab tob txog lub ntiaj teb nyob ib puag ncig peb.

Dab tsi yog quantum computers?

Hype ib sab, quantum computers txawv li cas computers txheem? Thiab lawv ua haujlwm li cas?

Rau cov neeg kawm pom kev, peb pom zoo kom saib qhov kev lom zem, luv luv video los ntawm Kurzgesagt YouTube pab pawg txog lub ntsiab lus no:

Lub caij no, rau peb cov neeg nyeem, peb yuav ua qhov zoo tshaj plaws los piav qhia quantum computers yam tsis tas yuav tsum tau kawm physics.

Rau qhov pib, peb yuav tsum nco qab tias cov txheej txheem ntawm cov ntaub ntawv hauv computer yog me ntsis. Cov khoom no tuaj yeem muaj ib qho ntawm ob qhov txiaj ntsig: 1 lossis 0, rau lossis tawm, yog lossis tsis yog. Yog tias koj ua ke txaus ntawm cov khoom no ua ke, koj tuaj yeem sawv cev tus lej ntawm txhua qhov loj thiab ua txhua yam kev suav rau lawv, tom qab lwm yam. Qhov loj dua lossis muaj zog dua lub khoos phis tawj nti, qhov loj dua tus lej koj tuaj yeem tsim thiab siv cov lej, thiab koj tuaj yeem txav los ntawm ib qho kev suav mus rau lwm qhov.

Quantum computers txawv nyob rau hauv ob txoj kev tseem ceeb.

Ua ntej, yog qhov zoo ntawm "superposition." Thaum cov khoos phis tawj niaj hnub ua haujlwm nrog cov khoom, quantum computers ua haujlwm nrog qubits. Cov nyhuv superposition qubits pab kom tsis txhob raug txwv rau ib qho ntawm ob qhov txiaj ntsig tau (1 lossis 0), qubit tuaj yeem muaj nyob hauv qhov sib xyaw ntawm ob qho tib si. Qhov tshwj xeeb no tso cai rau quantum computers ua haujlwm tau zoo (ntau dua) dua li cov khoos phis tawj qub.

Qhov thib ob, yog qhov zoo ntawm "kev sib tw." Qhov tshwm sim no yog qhov tshwj xeeb quantum physics tus cwj pwm uas khi txoj hmoo ntawm ntau qhov sib txawv, yog li qhov tshwm sim rau ib tus yuav cuam tshuam rau lwm tus. Thaum siv rau quantum computers, qhov no txhais tau tias lawv tuaj yeem tswj hwm tag nrho lawv cov qubits ib txhij - hauv lwm lo lus, es tsis txhob ua ib txheej ntawm kev suav ib zaug, quantum computer tuaj yeem ua rau lawv txhua lub sijhawm.

Kev sib tw los tsim thawj quantum computer

Cov npe no yog qee yam ntawm lub npe tsis raug. Cov tuam txhab ua lag luam zoo li Microsoft, IBM thiab Google twb tau tsim thawj qhov kev sim quantum computers, tab sis cov qauv ua ntej no muaj tsawg dua ob lub qubits ib nti. Thiab thaum cov kev siv zog thaum ntxov no yog thawj kauj ruam zoo, cov tuam txhab thev naus laus zis thiab tsoomfwv cov chaw tshawb fawb yuav tsum tsim kom muaj lub computer quantum uas muaj tsawg kawg yog 49 txog 50 qubits rau hype kom tau raws li qhov kev xav tau tiag tiag hauv ntiaj teb.

Txog rau qhov kawg no, muaj ntau txoj hauv kev tau sim ua kom ua tiav qhov 50 qubit tseem ceeb, tab sis ob qho tib si sawv saum txhua tus neeg tuaj.

Hauv ib lub chaw pw hav zoov, Google thiab IBM lub hom phiaj los tsim lub computer quantum los ntawm kev sawv cev qubits raws li cov dej ntws los ntawm cov xov hlau txuas ntxiv uas tau txias rau -273.15 degrees Celsius, lossis xoom kiag li. Lub xub ntiag lossis tsis muaj tam sim no sawv cev rau 1 lossis 0. Qhov txiaj ntsig ntawm txoj hauv kev no yog tias cov xaim hluav taws xob superconducting lossis circuits tuaj yeem tsim tawm ntawm silicon, cov tuam txhab khoom siv semiconductor muaj ntau xyoo dhau los ntawm kev ua haujlwm nrog.

Qhov thib ob txoj hauv kev, coj los ntawm Microsoft, suav nrog ions nyob hauv qhov chaw hauv lub tshuab nqus tsev thiab tswj los ntawm lasers. Cov nqi oscillating ua haujlwm zoo li qubits, uas yog siv los ua cov quantum computer cov haujlwm.

Yuav ua li cas peb yuav siv quantum computers

Okay, tso txoj kev xav tseg, cia peb tsom mus rau lub ntiaj teb tiag tiag daim ntawv thov no quantum computers yuav muaj nyob rau hauv lub ntiaj teb no thiab yuav ua li cas tuam txhab uas muag thiab cov neeg koom nrog nws.

Logistical thiab optimization teeb meem. Ntawm cov feem ntau tam sim thiab muaj txiaj ntsig siv rau quantum computers yuav ua kom zoo dua. Rau kev caij tsheb sib koom, xws li Uber, txoj kev ceev tshaj plaws los khaws thiab tso tawm cov neeg siv khoom ntau npaum li cas? Rau cov lag luam e-lag luam loj, zoo li Amazon, dab tsi yog txoj hauv kev zoo tshaj plaws kom xa ntau lab pob khoom thaum lub caij so khoom plig yuav maj?

Cov lus nug yooj yim no suav nrog cov lej sib tsoo ntau pua mus rau ntau txhiab tus hloov pauv ib zaug, qhov ua tau zoo uas niaj hnub supercomputers tsuas yog ua tsis tau; yog li ntawd, lawv suav ib feem me me ntawm cov kev hloov pauv no los pab cov tuam txhab no tswj lawv cov kev xav tau logistical tsawg dua li qhov zoo. Tab sis nrog lub computer quantum, nws yuav hlais dhau lub roob ntawm qhov sib txawv yam tsis muaj hws.

Huab cua thiab huab cua kev ua qauv. Zoo ib yam li cov ntsiab lus saum toj no, yog vim li cas vim li cas huab cua channel qee zaum ua yuam kev yog vim muaj ntau qhov kev hloov pauv ib puag ncig rau lawv cov supercomputers ua cov txheej txheem (uas thiab qee zaum cov ntaub ntawv huab cua tsis zoo). Tab sis nrog lub tshuab computer quantum, cov kws tshawb fawb huab cua tuaj yeem tsis tsuas yog kwv yees cov qauv huab cua nyob ze, tab sis lawv kuj tuaj yeem tsim cov kev ntsuas huab cua mus sij hawm ntev dua los kwv yees qhov cuam tshuam ntawm kev hloov huab cua.

Tus kheej tshuaj. Kev txiav txim siab koj DNA thiab koj cov microbiome tshwj xeeb yog qhov tseem ceeb rau cov kws kho mob yav tom ntej los sau cov tshuaj uas haum rau koj lub cev. Thaum cov supercomputers ib txwm muaj kev sib tw hauv kev txiav txim siab DNA tus nqi-zoo, microbiome nyob deb dhau lawv ncav cuag - tab sis tsis yog li ntawd rau yav tom ntej quantum computers.

Quantum khoos phis tawj tseem yuav tso cai rau Big Pharma kom zoo dua kwv yees seb cov molecules sib txawv li cas nrog lawv cov tshuaj, yog li ua kom cov tshuaj loj hlob sai thiab txo tus nqi.

Kev tshawb nrhiav qhov chaw. Lub chaw telescopes hnub no (thiab tag kis) sau cov ntaub ntawv teev hnub qub ntau heev txhua hnub uas taug qab kev txav ntawm trillions ntawm galaxies, hnub qub, ntiaj chaw, thiab asteroids. Tu siab, qhov no yog cov ntaub ntawv ntau dhau rau niaj hnub no lub supercomputers los sift dhau los ua kom muaj txiaj ntsig nrhiav pom tsis tu ncua. Tab sis nrog lub computer paub tab quantum ua ke nrog kev kawm tshuab, tag nrho cov ntaub ntawv no thaum kawg tuaj yeem ua tiav tau zoo, qhib qhov rooj rau kev tshawb pom ntawm ntau pua txog txhiab lub ntiaj teb tshiab txhua hnub los ntawm 2030s thaum ntxov.

Cov kev tshawb fawb tseem ceeb. Zoo ib yam li cov ntsiab lus saum toj no, cov khoom siv hluav taws xob nyoos cov quantum computers yuav ua rau cov kws tshawb fawb thiab cov kws tsim qauv tsim cov tshuaj thiab cov khoom siv tshiab, nrog rau cov tshuab ua haujlwm zoo dua thiab tau kawg, cov khoom ua si Christmas txias dua.

Tshuab kawm. Siv cov khoos phis tawj ib txwm siv, tshuab-kev kawm algorithms xav tau ntau npaum li cas ntawm curated thiab sau cov piv txwv (cov ntaub ntawv loj) kom kawm cov txuj ci tshiab. Nrog quantum xam, tshuab-kev kawm software tuaj yeem pib kawm ntau dua li tib neeg, uas lawv tuaj yeem khaws cov txuj ci tshiab siv cov ntaub ntawv tsawg dua, cov ntaub ntawv messier, feem ntau nrog ob peb cov lus qhia.

Daim ntawv thov no kuj yog lub ntsiab lus ntawm kev zoo siab ntawm cov kws tshawb fawb hauv thaj chaw txawj ntse (AI), vim tias qhov kev kawm txuj ci zoo tuaj yeem ua kom muaj kev vam meej hauv kev tshawb fawb AI los ntawm kaum xyoo. Xav paub ntxiv txog qhov no hauv peb Lub Neej Yav Tom Ntej ntawm Artificial Intelligence series.

encryption. Tu siab, qhov no yog daim ntawv thov uas muaj feem ntau cov kws tshawb fawb thiab cov koom haum txawj ntse ntshai. Tag nrho cov kev pabcuam encryption tam sim no nyob ntawm kev tsim cov passwords uas yuav siv lub khoos phis tawj niaj hnub no ntau txhiab xyoo los tawg; quantum computers tuaj yeem theoretically rip los ntawm cov yuam sij encryption nyob rau hauv ib teev.

Kev lag luam, kev sib txuas lus, kev pabcuam kev ruaj ntseg hauv tebchaws, hauv internet nws tus kheej nyob ntawm kev txhim khu kev qha encryption ua haujlwm. (Huag, thiab tsis nco qab txog bitcoin ib yam nkaus, muab nws qhov tseem ceeb ntawm kev nkag mus rau encryption.) Yog tias cov khoos phis tawj quantum no ua haujlwm raws li kev tshaj tawm, tag nrho cov kev lag luam no yuav muaj kev pheej hmoo, ua rau muaj kev puas tsuaj rau tag nrho lub ntiaj teb kev lag luam mus txog thaum peb tsim quantum encryption kom khaws cia. pace.

Kev txhais lus ntawm lub sijhawm tiag tiag. Txhawm rau xaus tshooj no thiab cov koob no ntawm cov ntawv tsis tshua muaj kev ntxhov siab, quantum khoos phis tawj tseem yuav ua rau ze-zoo meej, kev txhais lus ntawm lub sijhawm tiag tiag ntawm ob hom lus, tsis hais hauv Skype tham lossis los ntawm kev siv lub suab hnav lossis cog rau hauv koj lub pob ntseg. .

Hauv 20 xyoo, cov lus yuav tsis yog qhov cuam tshuam rau kev lag luam thiab kev sib cuam tshuam txhua hnub. Piv txwv li, tus neeg uas tsuas yog hais lus Askiv tuaj yeem ntseeg siab nkag mus rau hauv kev lag luam kev sib raug zoo nrog cov neeg koom tes hauv txawv teb chaws uas cov npe lus Askiv yuav tsis nkag mus rau lwm tus, thiab thaum mus xyuas cov teb chaws txawv teb chaws, tus neeg no tej zaum yuav poob rau hauv kev hlub nrog qee tus neeg. Tsuas yog hais lus Cantonese xwb.

Yav tom ntej ntawm Computers series

Cov neeg siv cuam tshuam los hloov kho tib neeg: Yav tom ntej ntawm khoos phis tawj P1

Yav tom ntej ntawm kev txhim kho software: Yav tom ntej ntawm computers P2

Kev hloov pauv digital cia: Yav Tom Ntej ntawm Computers P3

Txoj Cai fading Moore txoj cai los ua kom rov xav txog qhov tseem ceeb ntawm microchips: Yav Tom Ntej ntawm Computers P4

Kev suav huab tau dhau los ua kev ncaj ncees: Yav Tom Ntej ntawm Computers P5

Vim li cas cov teb chaws sib tw los tsim cov supercomputers loj tshaj? Yav tom ntej ntawm Computers P6