Un scurt calcul cuantic de la primele zile până în prezent

la calculul cuantic

II. Calcul cuantic

III. Principii de calcul cuantic

IV. Aplicații de calcul cuantic

V. Hardware de calcul cuantic

VI. Soft de calcul cuantic

VII. Provocări de calcul cuantic

VIII. Avantajele calculului cuantic

IX. Dezavantaje de calcul cuantic

Curiozități

Opera	Caracteristici
Calcul cuantic	Folosește biți cuantici (qubiți) spre a asemana informații Qubiții pot fi în mai multe stări în același stagiune Iest treaba indrazni computerelor cuantice să îndeplinească anumite sarcini exponențial mai accelerat decât computerele clasice
Expresia cuantică	Un mod de colabora algoritmi cuantici Utilizează o sintaxă diferită de cea a limbajelor de planificare clasice Eventual fi abia de învățat și de înțeles
Evoluția calculului	Calculul reprezentativ a proin pecarie dominantă de calcul de secole Calculul cuantic este un arman nou și în postava de progres Este încă în stadiile incipiente de progres, dar are potențialul de a revoluționa valoare absoluta în fiecare calculăm
Calcul cuantic	Bazele calculului cuantic au proin puse la începutul secolului al XX-lea Intaiul calculator electronic cuantic a proin construit în anii 1990 Calculul cuantic este încă în stadiile incipiente de progres, dar are potențialul de a revoluționa valoare absoluta în fiecare calculăm
Viitorul calculului cuantic	Calculul cuantic are potențialul de a revoluționa o gamă largă de industrii Ar a se cuveni fi intrebuintat spre a promova noi medicamente, a-si propune noi materiale și a cauza noi forme de inteligență artificială Viitorul calculului cuantic este fosforic, dar încă mai sunt multe provocări fiecare musai depășite

II. Calcul cuantic

Istoria calculului cuantic este una lungă și fascinantă, datând din primele zile ale mecanicii cuantice. În anii 1980, cercetătorii au început să exploreze potențialul computerelor cuantice spre rezolvarea anumitor probleme fiecare sunt insolubile spre computerele clasice. În anii 2000, a existat o creștere a interesului spre calculul cuantic, fiindca cercetătorii au făcut progrese semnificative în dezvoltarea algoritmilor și hardware-ului cuantici. Astăzi, calculul cuantic este încă un arman sfasietor tânăr, dar are potențialul de a revoluționa multe domenii diferite ale științei și tehnologiei.

Principii de calcul cuantic

Calculul cuantic este un nou tip de calcul fiecare utilizează principiile mecanicii cuantice spre a procesa informații. Iest treaba indrazni calculatoarelor cuantice să rezolve anumite probleme fiecare sunt imposibile spre calculatoarele clasice.

Careva asupra principiile acordor ale calculului cuantic este suprapunerea. Aceasta înseamnă că un bit cuantic, sau qubit, cumva fi într-o mijloace de superpozitie, incotro este atât 0, cât și 1 în același stagiune. Iest treaba indrazni computerelor cuantice să efectueze calcule pe mai multe posibilități în același stagiune, ceea ce cumva domoli la o grabire dramatică a anumitor tipuri de calcule.

Un alt a se fundamenta acordor al calculului cuantic este întanglementul. Aceasta înseamnă că doi qubiți pot fi legați împreună în așa fel încât starea unui qubit să afecteze starea celuilalt, limpede și apoi când sunt separați de o distanță adanc. Iest treaba cumva fi intrebuintat spre a cauza algoritmi cuantici fiecare sunt manos mai puternici decât algoritmii clasici.

Calculul cuantic este încă în stadiile incipiente de progres, dar are potențialul de a revoluționa multe domenii diferite, cum ar fi inteligența artificială, criptografia și descoperirea de medicamente.

II. Calcul cuantic

Calculul cuantic este un arman circa nou, originile untisor datând de la începutul anilor 1900. În 1900, Max Planck a socoteala că energia nu este emisă sau absorbită într-un curs constrictiv, ci mai degrabă în pachete discrete sau cuante. Această proiect a proin dezvoltată posterior de Albert Einstein, fiecare a arătat că straluci însăși este compusă din cuante, numite fotoni.

În anii 1920, Werner Heisenberg a amplu principiul incertitudinii, fiecare afirmă că este exclus să se măsoare atât poziția, cât și impulsul unei particule cu acuratețe perfectă. Iest a se fundamenta are implicații profunde spre calculul cuantic, fiindca înseamnă că computerele cuantice nu pot fi folosite spre a îndeplini anumite sarcini pe fiecare le pot cere computerele clasice.

În anii 1980, David Deutsch și Richard Feynman au socoteala ideea utilizării mecanicii cuantice spre a a realiza calcule. Iest treaba a dus la dezvoltarea primilor algoritmi cuantici, fiecare au proin capabili să rezolve probleme fiecare erau insolubile spre computerele clasice.

În anii 1990, domeniul calculului cuantic a început să crească accelerat. Au proin dezvoltați mai mulți algoritmi cuantici noi și au proin construite primele computere cuantice. Cu toate acestea, aceste calculatoare cuantice timpurii erau sfasietor micsora și limitate în capacități.

În anii 2000, domeniul calculului cuantic a continuat să crească. Au proin construite calculatoare cuantice mai divinizare și mai milostive și au proin dezvoltați noi algoritmi cuantici. Calculul cuantic a început să atragă atenția marilor corporații și agenții guvernamentale, fiecare au văzut potențialul computerelor cuantice de a revoluționa o gamă largă de industrii.

Astăzi, domeniul calculului cuantic este încă în fazele untisor incipiente, dar este în creștere rapidă. Există actualmente mai multe proiecte de calcul cuantic la scară largă în postava de desfășurare și este de așteptat ca computerele cuantice să devină disponibile negustoresc în următorii câțiva ani. Când se întâmplă iest treaba, este eventual ca computerul cuantic să aibă un cearta crucial deasupra unei game a intinde de industrii, de la finanțe la asistență medicală la inteligență artificială.

V. Hardware de calcul cuantic

Hardware-ul de calcul cuantic este dispozitivele fizice fiecare sunt utilizate spre a a realiza calcule cuantice. Aceste dispozitive sunt de datina alcătuite din qubiți, fiecare sunt unitatea de bază de informații în calculul cuantic. Qubiții sunt diferiți de biții clasici dupa faptul că pot trai într-o superpozitie de stări, ceea ce înseamnă că pot fi 0 și 1 în același stagiune. Această insusietate a qubiților indrazni computerelor cuantice să efectueze anumite calcule fiecare sunt imposibile spre calculatoarele clasice.

Există o succesiune de tipuri diferite de arhitecturi hardware de calcul cuantic fiecare sunt dezvoltate. Unele asupra cele mai comune includ:

• Calculatoarele cuantice cu capcană de ioni folosesc ioni prinși, cum ar fi ionii de gluciniu, ca qubiți. Acești qubiți sunt menținuți în loc de câmpuri electromagnetice, iar stările lor sunt manipulate folosind lasere.
• Calculatoarele cuantice cu rezonanță magnetică nucleară (RMN) folosesc spinurile nucleare ale atomilor ca qubiți. Acești qubiți sunt manipulați folosind incotro radiodifuziune.
• Calculatoarele cuantice fotonice folosesc fotonii ca qubiți. Acești qubiți sunt manipulați folosind relatie optice, cum ar fi divizoarele de dara și defazatoarele.
• Calculatoarele cuantice supraconductoare folosesc qubiți supraconductori, fiecare sunt fabricați din materiale fiecare au rezistență nula la curentul electric. Acești qubiți sunt manipulați folosind microunde.

Oricine asupra aceste arhitecturi are propriile untisor avantaje și dezavantaje. Calculatoarele cuantice cu capcană de ioni sunt una asupra cele mai mature tehnologii, dar sunt și una asupra cele mai scumpe. Calculatoarele cuantice RMN sunt circa ieftine, dar sunt și mai puțin scalabile decât alte arhitecturi. Calculatoarele cuantice fotonice sunt sfasietor rapide, dar sunt și sfasietor fragile. Calculatoarele cuantice supraconductoare sunt o nouă tehnologie promițătoare, dar sunt încă în stadiile incipiente de progres.

Dezvoltarea hardware-ului de calcul cuantic este un arman în evoluție rapidă. Pe măsură ce se dezvoltă noile tehnologii, capacitățile computerelor cuantice vor a intinde să crească. Iest treaba va domoli în cele din urmă la dezvoltarea calculatoarelor cuantice fiecare sunt capabile să rezolve probleme fiecare sunt imposibile spre calculatoarele clasice.

VI. Soft de calcul cuantic

Soft-ul de calcul cuantic este conceput spre a invarti pe computere cuantice. Este un arman circa nou și încă se fac multe cercetări în iest arman. Cu toate acestea, există inca o succesiune de programe soft de calcul cuantic disponibile, inclusiv:

* Kiskit: Qiskit este o bibliotecă Python spre calculul cuantic amplu de IBM. Oferă o diversitate de instrumente spre dezvoltarea și rularea algoritmilor cuantici.
* Cirq: Cirq este o bibliotecă Python spre calculul cuantic amplu de Google. Oferă o diversitate de instrumente spre dezvoltarea și rularea algoritmilor cuantici.
* ProjectQ: ProjectQ este o bibliotecă C++ spre calculul cuantic amplu de ETH Zurich. Oferă o diversitate de instrumente spre dezvoltarea și rularea algoritmilor cuantici.

Acestea sunt greu câteva asupra numeroasele programe soft de calcul cuantic fiecare sunt disponibile. Pe măsură ce domeniul calculului cuantic continuă să se dezvolte, ne putem aștepta să vedem în postava de progres programe soft și mai inovatoare și mai milostive de calcul cuantic.

VII. Provocări de calcul cuantic

Calculul cuantic este o nouă tehnologie promițătoare, cu potențialul de a revoluționa multe domenii. Cu toate acestea, există o succesiune de provocări fiecare musai depășite înainte ca computerele cuantice să poată fi utilizate pe scară largă. Aceste provocări includ:

• Suierat: calculatoarele cuantice sunt susceptibile la suierat, fiecare le cumva intretaia cu funcționarea. Iest suierat cumva a se agata dintr-o diversitate de surse, cum ar fi mediul înconjurător, hardware-ul în sine și algoritmii folosiți spre a invarti pe calculator electronic.
• Corectarea erorilor: calculatoarele cuantice sunt mai predispuse la erori decât computerele clasice. Iest treaba se datorează faptului că biții cuantici, sau qubiții, pot fi într-o superpozitie de stări, ceea ce îi cere mai susceptibili la erori. Tehnicile de rectificatie a erorilor sunt necesare spre a scurta numărul de erori fiecare corabier pe un calculator electronic cuantic.
• Scalabilitate: calculatoarele cuantice musai să fie scalabile spre a veni utile spre aplicațiile din lumea reală. Aceasta înseamnă că musai să fie capabili să gestioneze un număr adanc de qubiți și să efectueze calcule complexe.
• Aplicații: Există o succesiune de aplicații potențiale spre calculul cuantic, dar nu este încă intocmai fiecare aplicații vor cantari cel mai manos reusita. Iest treaba se datorează faptului că computerele cuantice sunt încă în stadiile lor incipiente de progres și nu se știe încă cum vor funcționa în setările din lumea reală.

În certare acestor provocări, calculul cuantic este o nouă tehnologie promițătoare, cu potențialul de a revoluționa multe domenii. Pe măsură ce cercetătorii continuă să dezvolte computere cuantice și să depășească provocările cu fiecare se confruntă, calculul cuantic este poate să devină mai necajos și mai utilizat pe scară largă.

Avantajele calculului cuantic

Calculul cuantic oferă o succesiune de avantaje potențiale față de calculul reprezentativ, inclusiv:

• Viteză: calculatoarele cuantice pot a realiza anumite calcule exponențial mai accelerat decât calculatoarele clasice. Iest treaba se datorează faptului că calculatoarele cuantice pot ajuta suprapunerea și întricarea spre a asemana și procesa informații într-un mod în fiecare computerele clasice nu pot.
• Acuratete: calculatoarele cuantice pot fi mai precise decât calculatoarele clasice în rezolvarea anumitor probleme. Iest treaba se datorează faptului că computerele cuantice pot ajuta corecția erorilor cuantice spre a a indrepta erorile fiecare corabier în timpul calculului.
• Eficiența energetică: calculatoarele cuantice pot fi mai eficiente din destul de fason energetic decât computerele clasice. Iest treaba se datorează faptului că calculatoarele cuantice nu necesită atât de multă maturitate spre a funcționa ca computerele clasice.
• Paza: calculatoarele cuantice pot fi folosite spre a cauza algoritmi criptografici mai siguri decât computerele clasice. Iest treaba se datorează faptului că computerele cuantice pot zdrentui anumite tipuri de criptare fiecare sunt considerate în prezent sigure.

Aceste avantaje fac din calculul cuantic o tehnologie promițătoare spre o gamă largă de aplicații, inclusiv:

• Învățare automată
• Procesarea limbajului bitang
• Chimie biologica
• Știința materialelor
• Finanţa

Pe măsură ce tehnologia de calcul cuantică continuă să se dezvolte, este poate să vedem și mai multe aplicații spre această tehnologie puternică.

IX. Dezavantaje de calcul cuantic

În certare numeroaselor avantaje ale calculului cuantic, există și o succesiune de dezavantaje de luat în considerare. Acestea includ:

• Decoerența cuantică. Calculatoarele cuantice sunt eficace de sensibile la zgomotul inconjurator, ceea ce cumva defige decoerarea qubiților lor și pierderea stării lor cuantice. Iest treaba cumva cere dificilă efectuarea de calcule precise pe un calculator electronic cuantic.
• Corectarea erorilor cuantice. Corectarea erorilor cuantice este o tehnică fiecare cumva fi utilizată spre a a linisti efectele decoerenței cuantice. Cu toate acestea, este instarit din destul de fason computațional și cumva încetini pregnant performanța unui calculator electronic cuantic.
• Scalabilitate. Calculatoarele cuantice sunt manos mai anevoie de mare decât computerele clasice. Iest treaba se datorează faptului că numărul de qubiți nedispensabil spre a a realiza un fixat calcul crește exponențial odată cu dimensiunea problemei. Iest treaba cere dificilă construirea de computere cuantice fiecare sunt destul de divinizare spre a decide probleme practice.
• Planificare. Calculatoarele cuantice sunt manos mai anevoie de programat decât computerele clasice. Iest treaba se datorează faptului că calculatoarele cuantice pot a realiza o gamă manos mai largă de operații decât calculatoarele clasice și nu există limbaje de planificare aferim stabilite spre calculatoarele cuantice.

Acestea sunt greu câteva asupra dezavantajele calculului cuantic. Cu toate acestea, este evident de reținut că aceste dezavantaje nu sunt insurmontabile. Pe măsură ce cercetările în calculul cuantic continuă, este poate ca aceste dezavantaje să fie depășite. Iest treaba va cere din calculul cuantic o tehnologie mai practică și mai puternică, cu potențialul de a revoluționa valoare absoluta în fiecare gândim asupra calcul.

Î: Ce este calculul cuantic?

R: Calculul cuantic este un nou tip de calcul fiecare folosește principiile mecanicii cuantice spre a a realiza calcule. Este mistret de calculul reprezentativ, fiecare utilizează biți fiecare pot fi fie 0, fie 1. Biții cuantici, sau qubiții, pot fi 0, 1 sau amandoi în același stagiune. Iest treaba indrazni calculatoarelor cuantice să efectueze anumite calcule manos mai accelerat decât calculatoarele clasice.

Î: Cine sunt aplicațiile calculului cuantic?

R: Calculul cuantic are potențialul de a revoluționa multe domenii diferite, inclusiv descoperirea de medicamente, modelarea financiară și inteligența artificială. De asemanat, ar a se cuveni fi intrebuintat spre a promova noi materiale și spre a decide probleme complexe fiecare sunt în prezent imposibile spre computerele clasice.

Î: Cine sunt provocările calculului cuantic?

R: Există o succesiune de provocări asociate cu calculul cuantic, inclusiv dezvoltarea de qubiți defige, proiectarea de algoritmi eficienți și construcția de calculatoare cuantice la scară largă. Cu toate acestea, se fac progrese semnificative în aceste domenii și este de așteptat ca calculul cuantic să devină o adevar în următorii ani.