कसरी क्वान्टम कम्प्युटरहरूले संसारलाई परिवर्तन गर्नेछ: कम्प्युटर P7 को भविष्य

त्यहाँ सामान्य कम्प्युटर उद्योगको वरिपरि धेरै हाइप फ्लोटिंग छ, हाइप एक विशेष प्रविधिको वरिपरि केन्द्रित छ जुन सबै कुरा परिवर्तन गर्न सक्ने क्षमता छ: क्वान्टम कम्प्युटरहरू। हाम्रो कम्पनीको नामको रूपमा, हामी यस प्रविधिको वरिपरि हाम्रो तेजीमा पूर्वाग्रह स्वीकार गर्नेछौं, र हाम्रो कम्प्युटरको भविष्यको श्रृंखलाको यो अन्तिम अध्यायको क्रममा, हामी तपाईसँग यो किन हो भन्ने कुरा साझा गर्ने आशा गर्दछौं।

आधारभूत स्तरमा, एक क्वान्टम कम्प्युटरले मौलिक रूपमा फरक तरिकामा जानकारी हेरफेर गर्ने अवसर प्रदान गर्दछ। वास्तवमा, यो प्रविधि परिपक्व भएपछि, यी कम्प्युटरहरूले वर्तमानमा अवस्थित कुनै पनि कम्प्युटर भन्दा छिटो गणितीय समस्याहरू मात्र समाधान गर्दैन, तर आगामी केही दशकहरूमा अवस्थित हुने भविष्यवाणी गरिएको कुनै पनि कम्प्युटर पनि (मूरको नियमलाई सत्य मानेर)। वास्तवमा, हाम्रो वरिपरि छलफल जस्तै हाम्रो अन्तिम अध्यायमा सुपर कम्प्युटरहरू, भविष्यको क्वान्टम कम्प्यूटरहरूले हामीलाई हाम्रो वरपरको संसारको गहिरो गहिरो समझ प्राप्त गर्न मद्दत गर्न सक्ने ठूला प्रश्नहरू समाधान गर्न मानवतालाई सक्षम पार्नेछ।

क्वान्टम कम्प्युटरहरू के हुन्?

हाइप एकै ठाउँमा, क्वान्टम कम्प्युटरहरू मानक कम्प्युटरहरू भन्दा कसरी फरक छन्? र तिनीहरूले कसरी काम गर्छन्?

भिजुअल सिक्नेहरूका लागि, हामी यो रमाइलो, यस विषयमा कुर्जगेसगट यूट्यूब टोलीबाट छोटो भिडियो हेर्न सिफारिस गर्छौं:

यस बीचमा, हाम्रा पाठकहरूका लागि, हामी भौतिकी डिग्रीको आवश्यकता बिना क्वान्टम कम्प्युटरहरू व्याख्या गर्न सक्दो प्रयास गर्नेछौं।

शुरुवातका लागि, हामीले याद गर्न आवश्यक छ कि सूचना कम्प्युटर प्रक्रियाको आधारभूत एकाइ अलि हो। यी बिटहरूमा दुई मध्ये एउटा मान हुन सक्छ: 1 वा 0, अन वा अफ, हो वा होइन। यदि तपाइँ यी बिटहरू पर्याप्त मात्रामा एकसाथ जोड्नुभयो भने, तपाइँ त्यसपछि कुनै पनि आकारको संख्याहरू प्रतिनिधित्व गर्न सक्नुहुन्छ र तिनीहरूमा सबै प्रकारको गणना गर्न सक्नुहुन्छ, अर्को पछि। कम्प्यूटर चिप जति ठूलो वा अधिक शक्तिशाली हुन्छ, तपाईले गणनाहरू सिर्जना गर्न र लागू गर्न सक्नुहुने ठूलो संख्याहरू, र छिटो तपाईं एक गणनाबाट अर्कोमा जान सक्नुहुन्छ।

क्वान्टम कम्प्युटरहरू दुई महत्त्वपूर्ण तरिकामा फरक छन्।

पहिलो, "सुपरपोजिसन" को फाइदा हो। जबकि परम्परागत कम्प्यूटरहरू बिटहरूसँग काम गर्छन्, क्वान्टम कम्प्युटरहरू क्यूबिटहरूसँग काम गर्छन्। सुपरपोजिसन प्रभाव qubits सक्षम छ कि दुई सम्भावित मानहरू (1 वा 0) मध्ये एकमा सीमित हुनुको सट्टा, एक qubit दुवैको मिश्रणको रूपमा अवस्थित हुन सक्छ। यो सुविधाले क्वान्टम कम्प्युटरहरूलाई परम्परागत कम्प्युटरहरू भन्दा बढी कुशलतापूर्वक (छिटो) सञ्चालन गर्न अनुमति दिन्छ।

दोस्रो, "अन्त्याउने" को फाइदा हो। यो घटना एक अद्वितीय क्वान्टम भौतिकी व्यवहार हो जसले विभिन्न कणहरूको मात्राको भाग्यलाई बाँध्छ, ताकि एकलाई के हुन्छ त्यसले अरूलाई असर गर्छ। जब क्वान्टम कम्प्युटरहरूमा लागू हुन्छ, यसको मतलब तिनीहरूले आफ्ना सबै क्यूबिटहरू एकैसाथ हेरफेर गर्न सक्छन् - अर्को शब्दमा, एक पछि अर्को गणनाको सेट गर्नुको सट्टा, क्वान्टम कम्प्युटरले ती सबै एकै समयमा गर्न सक्छ।

पहिलो क्वान्टम कम्प्युटर निर्माण गर्ने दौड

यो शीर्षक अलि गलत नाम हो। माइक्रोसफ्ट, आईबीएम र गुगल जस्ता प्रमुख कम्पनीहरूले पहिले नै पहिलो प्रयोगात्मक क्वान्टम कम्प्युटरहरू सिर्जना गरिसकेका छन्, तर यी प्रारम्भिक प्रोटोटाइपहरूले प्रति चिप दुई दर्जन क्यूबिट्स भन्दा कम सुविधा दिन्छ। र जब यी प्रारम्भिक प्रयासहरू एक उत्कृष्ट पहिलो चरण हो, प्राविधिक कम्पनीहरू र सरकारी अनुसन्धान विभागहरूले यसको सैद्धान्तिक वास्तविक-विश्व सम्भावना पूरा गर्न हाइपको लागि कम्तिमा 49 देखि 50 क्यूबिटहरू विशेषता भएको क्वान्टम कम्प्युटर निर्माण गर्न आवश्यक छ।

यस अन्तमा, यो 50 क्यूबिट माइलस्टोन हासिल गर्नका लागि धेरै तरिकाहरू प्रयोग गरिँदै छन्, तर दुईवटा सबै कमरहरू भन्दा माथि छन्।

एउटा क्याम्पमा, गुगल र IBM ले -273.15 डिग्री सेल्सियस, वा निरपेक्ष शून्यमा चिसो हुने सुपरकन्डक्टिङ तारहरूबाट बहने करेन्टहरूको रूपमा qubits लाई प्रतिनिधित्व गरेर क्वान्टम कम्प्युटर विकास गर्ने लक्ष्य राखेको छ। वर्तमानको उपस्थिति वा अनुपस्थिति 1 वा 0 को लागि खडा छ। यस दृष्टिकोणको फाइदा यो हो कि यी सुपरकन्डक्टिङ तार वा सर्किटहरू सिलिकनबाट निर्माण गर्न सकिन्छ, एक सामग्री अर्धचालक कम्पनीहरूसँग काम गर्ने दशकौं अनुभव छ।

दोस्रो दृष्टिकोण, माइक्रोसफ्टको नेतृत्वमा, भ्याकुम चेम्बरमा राखिएको र लेजरहरूद्वारा हेरफेर गरिएको फँसिएका आयनहरू समावेश छन्। oscillating चार्जहरू qubits को रूपमा कार्य गर्दछ, जुन त्यसपछि क्वान्टम कम्प्युटरको सञ्चालनहरू प्रशोधन गर्न प्रयोग गरिन्छ।

हामी कसरी क्वान्टम कम्प्युटरहरू प्रयोग गर्नेछौं

ठिक छ, सिद्धान्तलाई पन्छाएर, यी क्वान्टम कम्प्युटरहरूले संसारमा हुने वास्तविक संसारका अनुप्रयोगहरूमा ध्यान केन्द्रित गरौं र कसरी कम्पनीहरू र मानिसहरू यसमा संलग्न हुन्छन्।

तार्किक र अनुकूलन समस्याहरू। क्वान्टम कम्प्युटरहरूको लागि सबैभन्दा तत्काल र लाभदायक प्रयोगहरू मध्ये अनुकूलन हुनेछ। Uber जस्ता सवारी-साझेदारी एपहरूको लागि, सकेसम्म धेरै ग्राहकहरू उठाउन र छोड्ने सबैभन्दा छिटो मार्ग के हो? इ-कमर्स दिग्गजहरूका लागि, Amazon जस्ता, बिदाको उपहार किन्ने भीडमा अरबौं प्याकेजहरू डेलिभर गर्ने सबैभन्दा लागत-प्रभावी तरिका के हो?

यी साधारण प्रश्नहरूमा एकैचोटि सयौंदेखि हजारौं चरहरू क्रन्च गर्ने संख्या समावेश छ, जुन आधुनिक सुपर कम्प्युटरहरूले मात्र ह्यान्डल गर्न नसक्ने उपलब्धि; त्यसोभए, तिनीहरूले ती चरहरूको सानो प्रतिशत गणना गर्छन् जसले यी कम्पनीहरूलाई इष्टतम तरिकामा आफ्नो तार्किक आवश्यकताहरू व्यवस्थापन गर्न मद्दत गर्दछ। तर क्वान्टम कम्प्युटरको साथ, यसले पसिना नछोडिकन चरहरूको पहाडमा टुक्रा पार्नेछ।

मौसम र हावापानी मोडलिङ। माथिको बिन्दु जस्तै, मौसम च्यानल कहिलेकाहीं यो गलत हुन्छ किन कारण हो किनभने त्यहाँ तिनीहरूको सुपर कम्प्युटरहरू प्रक्रिया गर्न धेरै पर्यावरणीय चरहरू छन् (त्यो र कहिलेकाहीँ खराब मौसम डेटा संग्रह)। तर क्वान्टम कम्प्यूटरको साथ, मौसम वैज्ञानिकहरूले निकट-अवधिको मौसम ढाँचाहरू पूर्ण रूपमा भविष्यवाणी गर्न मात्र सक्दैनन्, तर तिनीहरूले जलवायु परिवर्तनको प्रभावहरूको भविष्यवाणी गर्न थप सटीक दीर्घकालीन जलवायु मूल्याङ्कनहरू पनि सिर्जना गर्न सक्छन्।

निजीकृत औषधि। तपाईंको DNA र तपाईंको अद्वितीय माइक्रोबायोमको डिकोडिङ भविष्यका डाक्टरहरूले तपाईंको शरीरमा पूर्ण रूपमा मिलाइएका औषधिहरू लेख्नको लागि महत्त्वपूर्ण छ। जबकि परम्परागत सुपर कम्प्युटरहरूले लागत-प्रभावी रूपमा डीएनए डिकोडिङमा प्रगति गरेका छन्, माइक्रोबायोम तिनीहरूको पहुँचभन्दा धेरै टाढा छ - तर भविष्यका क्वान्टम कम्प्युटरहरूको लागि त्यस्तो होइन।

क्वान्टम कम्प्यूटरहरूले बिग फार्मालाई उनीहरूको औषधिसँग कसरी विभिन्न अणुहरूले प्रतिक्रिया दिन्छ भनेर राम्रोसँग भविष्यवाणी गर्न अनुमति दिनेछ, जसले गर्दा औषधि विकासको गति र मूल्यहरू घटाउनेछ।

अन्तरिक्ष अन्वेषण। आज (र भोलि) को स्पेस टेलिस्कोपहरूले हरेक दिन ज्योतिषीय इमेजरी डेटाको ठूलो मात्रामा सङ्कलन गर्दछ जसले खरबौं आकाशगंगाहरू, ताराहरू, ग्रहहरू र क्षुद्रग्रहहरूको चालहरू ट्र्याक गर्दछ। दुर्भाग्यवश, यो आजका सुपर कम्प्युटरहरूका लागि नियमित रूपमा अर्थपूर्ण खोजहरू गर्नको लागि धेरै डेटा हो। तर मेसिन-लर्निङसँग मिलाएर परिपक्व क्वान्टम कम्प्युटरको साथमा, यो सबै डाटालाई अन्ततः कुशलतापूर्वक प्रशोधन गर्न सकिन्छ, जसले २०३० को शुरुवातमा दैनिक सयौंदेखि हजारौं नयाँ ग्रहहरूको खोजको ढोका खोल्छ।

मौलिक विज्ञान। माथिका बिन्दुहरू जस्तै, यी क्वान्टम कम्प्युटरहरूले सक्षम गरेको कच्चा कम्प्युटिङ पावरले वैज्ञानिकहरू र इन्जिनियरहरूलाई नयाँ रसायन र सामग्रीहरू, साथै राम्रो काम गर्ने इन्जिनहरू र पक्कै पनि कूलर क्रिसमस खेलौनाहरू बनाउन अनुमति दिनेछ।

मिसिन सिक्ने। परम्परागत कम्प्युटरहरू प्रयोग गरेर, मेसिन-लर्निङ एल्गोरिदमहरूलाई नयाँ सीपहरू सिक्नको लागि क्युरेट गरिएको र लेबल गरिएका उदाहरणहरू (ठूलो डाटा) चाहिन्छ। क्वान्टम कम्प्युटिङको साथ, मेसिन-लर्निङ सफ्टवेयरले मानिसजस्तै धेरै कुरा सिक्न सुरु गर्न सक्छ, जसद्वारा उनीहरूले कम डाटा, मेसियर डाटा, प्रायः केही निर्देशनहरू प्रयोग गरेर नयाँ सीपहरू लिन सक्छन्।

यो एप्लिकेसन आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्स (एआई) क्षेत्रका अनुसन्धानकर्ताहरूका बीचमा पनि उत्साहको विषय हो, किनकि यस सुधारिएको प्राकृतिक सिकाइ क्षमताले एआई अनुसन्धानमा दशकौंसम्मको प्रगतिलाई गति दिन सक्छ। आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्स श्रृंखलाको हाम्रो भविष्यमा यस बारे थप।

गुप्तिकरण। दुर्भाग्यवश, यो अनुप्रयोग हो जुन धेरै अनुसन्धानकर्ताहरू र खुफिया एजेन्सीहरू चिन्तित छन्। सबै हालको इन्क्रिप्सन सेवाहरू पासवर्डहरू सिर्जना गर्नमा निर्भर हुन्छन् जुन आधुनिक सुपर कम्प्युटर क्र्याक हुन हजारौं वर्ष लाग्दछ। क्वान्टम कम्प्यूटरहरूले सैद्धान्तिक रूपमा यी इन्क्रिप्शन कुञ्जीहरू एक घण्टा भित्रमा चीप गर्न सक्छन्।

बैंकिङ, सञ्चार, राष्ट्रिय सुरक्षा सेवाहरू, इन्टरनेट आफैंमा भरपर्दो ईन्क्रिप्शनमा भर पर्छ। (ओह, र एन्क्रिप्शनमा यसको मुख्य निर्भरतालाई ध्यानमा राख्दै बिटकोइनको बारेमा पनि बिर्सनुहोस्।) यदि यी क्वान्टम कम्प्युटरहरूले विज्ञापनको रूपमा काम गर्दछ भने, यी सबै उद्योगहरू जोखिममा हुनेछन्, हामीले क्वान्टम इन्क्रिप्सन निर्माण नगरेसम्म सम्पूर्ण विश्व अर्थतन्त्रलाई खतरामा पार्नेछ। गति।

वास्तविक समय भाषा अनुवाद। यो अध्याय र यो शृङ्खलालाई कम तनावपूर्ण नोटमा समाप्त गर्न, क्वान्टम कम्प्युटरहरूले कुनै पनि दुई भाषाहरू बीचको नजिकको-सही, वास्तविक-समय भाषा अनुवाद सक्षम गर्दछ, या त स्काइप च्याटमा वा तपाईंको कानमा अडियो पहिरन योग्य वा इम्प्लान्टको प्रयोग मार्फत। ।

20 वर्षमा, भाषा अब व्यापार र दैनिक अन्तरक्रियामा बाधा हुनेछैन। उदाहरणका लागि, अङ्ग्रेजी मात्र बोल्ने व्यक्तिले विदेशी देशहरूमा साझेदारहरूसँग व्यापार सम्बन्धमा थप आत्मविश्वासका साथ प्रवेश गर्न सक्छ जहाँ अङ्ग्रेजी ब्रान्डहरू अन्यथा प्रवेश गर्न असफल हुने थिए, र भनिएको विदेशी देशहरूमा जाँदा, यो व्यक्ति कुनै निश्चित व्यक्तिसँग प्रेममा पर्न सक्छ। क्यान्टोनिज बोल्न मात्र हुन्छ।

कम्प्यूटर श्रृंखला को भविष्य

मानवतालाई पुन: परिभाषित गर्न उभरिरहेको प्रयोगकर्ता इन्टरफेसहरू: कम्प्युटरहरूको भविष्य P1

सफ्टवेयर विकासको भविष्य: कम्प्युटरको भविष्य P2

डिजिटल भण्डारण क्रान्ति: कम्प्युटर P3 को भविष्य

एक लुकेको मूरको कानूनले माइक्रोचिप्सको आधारभूत पुनर्विचारलाई जगाउँछ: कम्प्युटर P4 को भविष्य

क्लाउड कम्प्युटिङ विकेन्द्रीकृत हुन्छ: कम्प्युटर P5 को भविष्य

किन देशहरू सबैभन्दा ठूला सुपर कम्प्युटरहरू बनाउन प्रतिस्पर्धा गरिरहेका छन्? कम्प्युटर P6 को भविष्य