Ang Quantum computing ay gumagamit ng quantum mechanics upang iproseso ang napakalaking halaga ng impormasyon sa isang hindi kapani-paniwalang bilis ng bilis. Tumatagal ng ilang minuto hanggang ilang oras para malutas ng isang quantum computer ang isang problema na aabutin ng mga taon o dekada upang malutas ng isang desktop computer.
Quantum computing ay nagtatakda ng yugto para sa isang bagong henerasyon ng mga supercomputer. Ang mga quantum computer na ito ay inaasahang mas mahusay ang pagganap ng kasalukuyang teknolohiya sa mga lugar tulad ng pagmomodelo, logistik, pagsusuri ng trend, cryptography, at artificial intelligence.
Ipinaliwanag ang Quantum Computing
Ang ideya ng quantum computing ay unang naisip noong unang bahagi ng 1980s nina Richard Feynman at Yuri Manin. Naniniwala sina Feynman at Manin na ang isang quantum computer ay maaaring gayahin ang data sa mga paraan na hindi magagawa ng isang desktop computer. Hanggang sa huling bahagi ng 1990s na binuo ng mga mananaliksik ang mga unang quantum computer.
Ang Quantum computing ay gumagamit ng quantum mechanics, gaya ng superposition at entanglement, upang magsagawa ng mga computations. Ang Quantum mechanics ay isang sangay ng physics na nag-aaral ng mga bagay na napakaliit, hiwalay, o malamig.
Ang pangunahing processing unit ng quantum computing ay quantum bits o qubits. Ginagawa ang mga Qubit sa quantum computer gamit ang mga quantum mechanical properties ng single atoms, sub-atomic particle, o superconducting electrical circuits.
Ang Qubits ay katulad ng mga bit na ginagamit ng mga desktop computer na ang mga qubit ay maaaring nasa 1 o 0 na quantum state. Naiiba ang mga qubit dahil maaari rin silang nasa superposisyon ng 1 at 0 na estado, ibig sabihin, ang mga qubit ay maaaring kumatawan sa parehong 1 at 0 nang sabay-sabay.
Kapag ang mga qubit ay nasa superposisyon, dalawang quantum state ang idinaragdag at magreresulta sa isa pang quantum state. Nangangahulugan ang superposition na ang maramihang mga pagkalkula ay pinoproseso nang sabay-sabay. Kaya, ang dalawang qubit ay maaaring kumatawan sa apat na numero nang sabay-sabay. Ang mga regular na computer ay nagpoproseso ng mga bit sa isa lamang sa dalawang posibleng estado, 1 o 0, at ang mga pagkalkula ay pinoproseso nang paisa-isa.
Ang mga Quantum computer ay gumagamit din ng entanglement upang iproseso ang mga qubit. Kapag ang isang qubit ay nasabit, ang estado ng qubit na iyon ay nakasalalay sa estado ng isa pang qubit upang ang isang qubit ay magbunyag ng estado ng kanyang hindi naobserbahang pares.
Ang Quantum Processor Ang Core ng Computer
Ang paggawa ng mga qubit ay isang mahirap na gawain. Kailangan ng isang nakapirming kapaligiran upang mapanatili ang isang qubit sa anumang haba ng panahon. Ang mga superconducting na materyales na kinakailangan upang lumikha ng isang qubit ay dapat palamigin sa absolute zero (mga minus 272 Celsius). Dapat ding protektahan ang mga qubit mula sa ingay sa background upang mabawasan ang mga error sa pag-compute.
Ang loob ng isang quantum computer ay mukhang isang magarbong gintong chandelier. At, oo, ito ay ginawa gamit ang tunay na ginto. Isa itong dilution refrigerator na nagpapalamig sa mga quantum chips para makagawa ang computer ng mga superposition at makabuhol ng mga qubit nang hindi nawawala ang anumang impormasyon.
Ginagawa ng quantum computer ang mga qubit na ito mula sa anumang materyal na nagpapakita ng quantum mechanical properties na maaaring kontrolin. Ang mga proyekto ng quantum computing ay lumilikha ng mga qubit sa iba't ibang paraan, tulad ng pag-loop ng superconducting wire, pag-ikot ng mga electron, at pag-trap ng mga ion o pulso ng mga photon. Umiiral lang ang mga qubit na ito sa mga sub-freezing na temperatura na ginawa sa dilution refrigerator.
Ang Quantum Computing Programming Language
Quantum algorithm sinusuri ang data at nag-aalok ng mga simulation batay sa data. Ang mga algorithm na ito ay nakasulat sa isang quantum-focused programming language. Ilang quantum language ang binuo ng mga mananaliksik at kumpanya ng teknolohiya.
Ito ang ilan sa mga quantum computing programming language:
- QISKit: Ang Quantum Information Software Kit mula sa IBM ay isang full-stack na library para magsulat, gayahin, at magpatakbo ng mga quantum program.
- Q: Ang programming language na kasama sa Microsoft Quantum Development Kit. Kasama sa development kit ang isang quantum simulator at mga library ng algorithm.
- Cirq: Isang quantum language na binuo ng Google na gumagamit ng python library para magsulat ng mga circuit at magpatakbo ng mga circuit na ito sa mga quantum computer at simulator.
- Forest: Isang developer environment na ginawa ng Rigetti Computing na nagsusulat at nagpapatakbo ng mga quantum program.
Mga Paggamit para sa Quantum Computing
Ang mga totoong quantum computer ay naging available sa nakalipas na ilang taon, at iilan lang sa malalaking kumpanya ng teknolohiya ang may quantum computer. Ang ilan sa mga kumpanyang ito ng teknolohiya ay kinabibilangan ng Google, IBM, Intel, at Microsoft. Ang mga pinuno ng teknolohiyang ito ay nakikipagtulungan sa mga manufacturer, kumpanya ng serbisyong pinansyal, at mga biotech na kumpanya upang malutas ang iba't ibang problema.
Ang pagkakaroon ng mga serbisyo ng quantum computer at ang pagsulong sa kapangyarihan ng pag-compute ay nagbibigay sa mga mananaliksik at siyentipiko ng mga bagong tool upang makahanap ng mga solusyon sa mga problemang dating imposibleng malutas. Binawasan ng quantum computing ang dami ng oras at mapagkukunang kailangan para masuri ang napakalaking dami ng data, gumawa ng mga simulation tungkol sa data na iyon, bumuo ng mga solusyon, at gumawa ng mga bagong teknolohiyang nag-aayos ng mga problema.
Ang negosyo at industriya ay gumagamit ng quantum computing para tuklasin ang mga bagong paraan ng pagnenegosyo. Narito ang ilan sa mga proyektong quantum computing na maaaring makinabang sa negosyo at lipunan:
- Gumagamit ang industriya ng aerospace ng quantum computing para magsiyasat ng mas mahuhusay na paraan para pamahalaan ang trapiko sa himpapawid.
- Ang mga kumpanya sa pananalapi at pamumuhunan ay umaasa na gumamit ng quantum computing upang suriin ang panganib at pagbabalik ng mga pamumuhunan sa pananalapi, i-optimize ang mga diskarte sa portfolio, at ayusin ang mga pagbabago sa pananalapi.
- Ang mga tagagawa ay gumagamit ng quantum computing upang mapabuti ang kanilang mga supply chain, lumikha ng mga kahusayan sa kanilang mga proseso ng pagmamanupaktura, at bumuo ng mga bagong produkto.
- Ang mga biotech na kumpanya ay nagsisiyasat ng mga paraan upang mapabilis ang pagtuklas ng mga bagong gamot.
Maghanap ng Quantum Computer at Mag-eksperimento Gamit ang Quantum Computing
May mga computer scientist na bumuo ng mga pamamaraan para gayahin ang quantum computing sa isang desktop computer.
Marami sa pinakamalaking kumpanya ng teknolohiya sa mundo ang nag-aalok ng mga serbisyong quantum. Kapag ipinares sa mga desktop computer at system, ang mga quantum service na ito ay lumilikha ng isang kapaligiran kung saan ang quantum processing-sa mga desktop computer-ay lumulutas ng mga kumplikadong problema.
- Inaalok ng IBM ang IBM Q environment na may access sa ilang totoong quantum computer at simulation na magagamit mo sa cloud.
- Nag-aalok ang Alibaba Cloud ng quantum computing cloud platform kung saan maaari kang magpatakbo at sumubok ng mga custom-built na quantum code.
- Nag-aalok ang Microsoft ng quantum development kit na kinabibilangan ng Q programming language, mga quantum simulator, at mga development library ng ready-to-use code.
- Ang Rigetti ay mayroong quantum-first cloud platform na kasalukuyang nasa beta. Ang kanilang platform ay paunang na-configure gamit ang kanilang Forest SDK.
Balita sa Quantum Computing sa Hinaharap
Ang pangarap ay malulutas ng mga quantum computer ang mga problemang kasalukuyang napakalaki at masyadong kumplikado upang lutasin gamit ang karaniwang hardware-lalo na para sa pagmomodelo sa kapaligiran at pagpigil sa sakit.
Walang puwang ang mga desktop computer upang patakbuhin ang mga kumplikadong kalkulasyon na ito at maisagawa ang hindi kapani-paniwalang dami ng pagsusuri ng data. Kinukuha ng quantum computing ang pinakamalaking koleksyon ng data at pinoproseso ang impormasyong ito sa isang bahagi ng oras na aabutin nito sa isang desktop computer. Ang data na aabutin ng ilang taon upang maproseso at masuri ang isang desktop computer para sa isang quantum computer lamang ng ilang araw.
Ang Quantum computing ay nasa simula pa lamang, ngunit may potensyal itong lutasin ang pinakamasalimuot na problema sa mundo sa bilis ng liwanag. Ito ay hula ng sinuman kung hanggang saan lalago ang quantum computing at sa pagkakaroon ng mga quantum computer.
