So'nggi yillarda universal kvant kompyuterlari bilan bog'liq hodisalar gazetalarda tez-tez paydo bo'ldi. IBM (International Business Machines), Google va Intel kabi kompaniyalar ko'proq kubitlarni, lekin o'nlab yoki hatto ko'p sonli kubitlarni bajarganliklarini e'lon qilishga shoshilishdi. To'liq o'zaro bog'liqlik bo'lmasa, aniqlik etarli emas va xatolarni tuzatib bo'lmaydi, umumiy maqsadli kvant hisoblash hali ham qiyin.
Bundan farqli o'laroq, kvant hisoblash simulyatsiyasi murakkab kvant tuzatishlariga tayanmasdan darhol kvant tizimi dasturiy ta'minotini yaratishi mumkin. Kvant hisoblashni simulyatsiya qilish uchun kuchli optimallashtirish algoritmining yadrosi sifatida ikki o'lchovli kosmosdagi kvant yurishi kvant evolyutsiyasi fazosida o'zaro bog'lanish koeffitsienti drenaj matritsasiga maxsus hisob-kitoblarning kundalik vazifalariga mos kelishi mumkin. Kvant evolyutsiyasini boshqarish tizimi etarlicha katta bo'lishi va moslashuvchan tarzda ishlab chiqilishi mumkin bo'lganda, u ko'plab optimallashtirish algoritmlari va hisoblash vazifalarini bajarish uchun ishlatilishi mumkin, bu an'anaviy kompyuterlarga qaraganda ancha yaxshi ish faoliyatini ko'rsatadi.
Kvant chipi joriy integral mikrosxemadan qanday farq qiladi?
Kvant chiplari kvant hisoblashni amalga oshiradi, ma'lumotlar integral mikrosxemalar esa ma'lumotlarni hisoblashni amalga oshiradi. Ikki chip bir-biridan farq qiladi.
Ma'lumotlar integral mikrosxemasida yuqori va past quvvatli chastotalar ikkilik algoritmda 0 va 1 ni ifodalaydi va mantiqiy operatsiyalarni bajarish uchun tranzistorlar va MOS tranzistorlaridan tashkil topgan mantiqiy eshiklar ishlatiladi.
Integral mikrosxemalar chiplaridan farqli o'laroq, kvant chiplari kvant hisoblarini bajarishi kerak. Ikki xil kvant holati |0> va |1> kvant optimallashtirish algoritmida 0 va 1 ni ifodalaydi. Kvant chiplari tomonidan amalga oshiriladigan kvant hisoblari ham bo'lishi kerak Nisbiy kvant mantiqiy eshigi raqamli sxema dizayni bilan taqqoslaganda, superpozitsiya holatini hisoblash va superpozitsiya holatini saqlashni amalga oshirishi mumkin.
Bu erda men asosan superpozitsiya holatini hisoblash va saqlashni tushuntiraman.
f(x) funksiyasi uchun 100 x qiymatni olib, 100 ta natija olishimiz kerak. Men so'ramoqchiman, necha marta o'lchash kerak?
Klassik hisoblashda javob juda oddiy. U 100 marta sanaladi va bir marta x qiymati bilan hisoblanadi.
Biroq, kvant chipini hisoblashda uni faqat bir marta hisoblash kerak.
Kvant chipining hisoblash bosqichida o'lchov moduli kvant holatlaridan tashkil topgan kubit bo'lgani uchun barcha x qiymatlari kvantlangan va 100 x qiymatlar aralash holatga to'planishi mumkin, keyin esa kvant chipida bir marta o'lchanadi. . 100 ta natijaning aralash holatini olish mumkin, keyin esa ma'lum bir aniq o'lchov orqali x qiymatiga mos keladigan natijani olish mumkin.
Keyin tegishli superpozitsiya holatini saqlashni tushunish osonroq bo'ladi. Biz 100 ta saqlash o'rniga 100 x qiymatlarni saqlash uchun bir holatga aralashtirishimiz mumkin.
Endi kvant mikrosxemalar va integral mikrosxemalar butunlay boshqacha hisob-kitoblarni amalga oshiradi, tegishli komponentlar orasidagi farq yanada kattaroq bo'ladi. Kvant chipining ustunligi ko'plab boshlang'ich qiymatlar uchun kvant holatlarining to'planishiga bog'liq bo'lib, bu hisoblash samaradorligini oshiradi.
Qaysi fotonik chip yoki kvant chip yaxshiroq?
Fotonik chip va kvant chipi ikkita ta'rif bo'lib, yuqori va past o'rtasida farq yo'q. Fotonik chip uzluksiz lazer nurini keltirib chiqarish va boshqa kremniy fotonik komponentlarini targ'ib qilish uchun yarimo'tkazgich materiallarining yorqin texnologiyasidan foydalanadi; kvant chipi kremniy chipidagi kvant marshrutini birlashtiradi va shu bilan kvant axborot resurslarini boshqarish rolini o'rnatadi.
Fotonik chip indiy fosfidining yorug'lik xususiyatlarini va silikon optik routerlarning ishlash qobiliyatini bitta gibrid chipga birlashtirishi mumkin. Indiy fosfidiga oqim qo'shilganda, monokristalli kremniy chipiga kiradigan yorug'lik to'lqinlari kiritiladi, buning natijasida uzluksiz Ushbu turdagi lazer boshqa kremniy fotonik komponentlarini harakatga keltirishi mumkin.
Monokristalli silikon gofretlarga asoslangan ushbu turdagi lazer uskunalari fotonik chiplarni kompyuterlarda ko'proq qo'llashi mumkin va keng ko'lamli silikon asosidagi ishlab chiqarish texnologiyasini tanlash tufayli fotonik chiplarning narxi sezilarli darajada kamayishi mumkin. Kvant chiplarining paydo bo'lishi kvant kompyuterlarining rivojlanishi bilan bog'liq. Sanoat tuzilmasini tijoratlashtirish va yangilashni yakunlash uchun kvant kompyuterlari integratsiya yo'lidan borishi kerak. Supero'tkazuvchilar tizim dasturiy ta'minoti, yarim o'tkazgich materialining kvant nuqta tizimining dasturiy ta'minoti, mikro tuzilmali fotonik tizim dasturiy ta'minoti va hatto atom va musbat ion tizimlari chiplarga yo'l olishni xohlaydi.
Chip yo'lining rivojlanish tendentsiyasi nuqtai nazaridan supero'tkazgichli kvant chip tizimi texnik jihatdan boshqa fizika tizimlaridan ustundir; an'anaviy yarimo'tkazgich chiplari materiali, ya'ni kvant nuqta tizimining dasturiy ta'minoti ham har kimning o'rganishga qaratilgan harakatlarining umumiy maqsadidir. Yarimo'tkazgichli chip materiallari sanoatining rivojlanishi uzoq vaqtdan beri mukammaldir. Misol uchun, yarimo'tkazgich materialining kvant chipi dekoherentlik vaqti va manipulyatsiya aniqligi nuqtai nazaridan xatoga chidamli mexanizm kvant chipini hisoblashning chegara qiymatini oshirgandan so'ng, an'anaviy yarimo'tkazgich chipini sanoat ishlab chiqarishining mavjud natijalari birlashtirilishiga umid qilinadi. Loyiha xarajatlarini kamaytirish uchun.