양자 컴퓨팅
현대 컴퓨터
이전 주제에서 보았듯이 컴퓨터의 필수적인 부분은 프로세서이며, 점점 더 기술이 발전하고 컴퓨팅 영역에서 엔지니어링이 향상됨에 따라 프로세서는 점점 더 작아지고 빨라지고 이에 따라 계속해야 할 과제가 있습니다. 이 같은 과정을 용량을 줄이고 늘리는 것이 오늘날 가장 큰 과제입니다.
이 문제를 해결하기 위해 나온 대안 중 하나는 양자 컴퓨터의 아이디어였습니다. 양자 컴퓨터는 무엇입니까? 클래식 컴퓨터(공용 컴퓨터)와 다른 점은 무엇입니까?
CQ(양자 컴퓨터)와 CC(공용 컴퓨터)의 주요 차이점은 처리 방식입니다. 이와 같이?! 우리가 전에 보았고 우리는 이미 "양자"라는 용어에 익숙합니다. CQ가 단순히 전류로 작동하는 것이 아니라 원자(양성자, 전자 등)와 정확하게 작동한다는 것입니다!
맛있다 😂! 나는 어떤 사람들은 이미 스스로에게 묻고 있을 것이라고 믿습니다... "맙소사! 무엇을 위해?!" "나는 더 이상 아무것도 이해하지 못한다", 우리가 이 MQ 주제로 앞으로 나아가면서 상황이 더 단순해지지 않는 것 같지만 절망하지 마십시오! 어떤 과목은 두렵고 어떤 사람은 흥미를 느끼는 만큼 특정 과목을 배우고 공부하는 것도 재미있는 부분입니다. 그것은 당신의 응용 프로그램을 이해하고 보는 것입니다!
이 사이트의 기능은 MQ를 대중에게 "더 쉬운" 것으로 바꾸는 것이기 때문에 이 계획이 끝나는 곳이 아닙니다. 심호흡을 하고 가능한 한 가장 간단한 방법으로 단계별로 설명하겠습니다.
CC가 작동하는 방식은 "비트"(0과 1)와 이러한 숫자의 시퀀스가 교대로 바뀌거나 생성되지 않는 컴퓨터나 전자 장치를 사용하는 데 필요한 모든 정보를 생성하지 않는 것입니다. 그것은. 크게 다르지는 않지만 CQ는 유사한 형식의 비트를 사용하지만 더 복잡하고 "최적화 가능한" 형식을 사용합니다. 유명한 "큐빗"(양자 비트).
큐빗은 바이너리(0과 1)의 중첩에 불과합니다. MQ 테마에서 파도의 중첩에 대해 말한 것을 기억하십니까? 그 다음에! 이것이 바로 CQ가 정보를 처리하는 방식입니다. 누구를 위해 아직 그것은 부동, CQ는 단순히 전류가 있는지(1) 또는 전류가 없는지(0) 측정하는 것이 아니라 기본 물질, 주로 전자의 속성을 통해 측정되는 "양자" 물리적 상태를 통해 처리합니다. 즉, CQ가 1로 정보를 처리하지 않거나 0이 아니라 1 과 0이 동시에 되므로(오버레이).
한 번에 하나의 비트를 측정하는 CC와 달리 숫자 1 또는 0 중 하나이며 동시에 둘 다 절대 아닙니다. 이렇게 함으로써 매우 복잡한 문제와 작업에 대한 처리 가능성이 기하급수적으로 증가하며, 이는 매우 많은 양의 계산과 여러 프로세스를 필요로 하고 결과적으로 이러한 다양한 가능한 솔루션을 1초 미만에 찾을 수 있습니다. 아래의 두 비디오는 이것이 실제로 어떻게 작동하는지에 대한 명확한 아이디어를 제공합니다. 참고: 자막을 켜십시오!
큐빗을 만드는 방법
양자 컴퓨터를 만드는 방법
양자 컴퓨터 이면의 수학
간단히 말해서 컴퓨터는 소립자를 조작합니다. 그리고 이러한 소립자를 제어하는 방법을 통해 몇 시간 또는 몇 분 만에 여러 단계가 필요한 복잡한 계산을 수행할 수 있습니다. 이 정보를 원자 수준에서 생성하는 것을 큐빗이라고 하며, 첫 번째 영상과 같이 전자의 고유한 성질을 조절하여 생성합니다.
이에 대한 조작 스핀은 이 입자를 전자기장에 담그면 이루어지며, 여기서 이 필드는 공진 주파수라고 하는 주파수를 방출합니다. 공진 주파수는 특정 물질이나 입자의 고유 진동과 유사한 진동을 가하는 것에 불과하며 이 주파수가 대상 물체에 도달하면 여기(에너지 증가)되어 일반 모드에서 진동하기 시작합니다. 우리가 원하는.
전자로 이 작업을 수행할 때 흥미로운 점은 두 번째 비디오에서 설명한 대로 상태의 중첩을 유발한다는 것입니다. CC는 비트가 0과 1에만 있도록 허용하고 큐비트는 "림보"입니다. 이 두 값 사이의 중간 값(예: (0,1 ; 0.59; 0.90 등...). 이를 통해 QC용으로 설계된 소프트웨어를 통해 기존 컴퓨터에 비해 매우 단축된 시간에 더 복잡하고 광범위한 결과를 해석할 수 있습니다.
두 번째 비디오에서 보았듯이 큐비트(예: |01>) ; |10> 중첩되면 시간의 일부에 자신의 상태가 표시됩니다. 즉, 이러한 값의 교대는 시간 경과에 따라 달라지며, 따라서 CQ는 매우 "취약한" 시스템이기도 합니다. 이 시스템의 모든 외부 변동이 정보를 완전히 수정할 수 있고 외부 요인의 존재뿐만 아니라 측정될 때까지 이러한 상태가 유지되는 시간도 매우 빠르기 때문에 측정이 매우 빠릅니다. 과정도 도전이다.
그리고 이전 비디오에서 명확하게 눈치채지 못한 경우 궁금할 것입니다... "타! 복잡한 계산을 하기 위해 전자의 진동을 제어하는 초고속 컴퓨터... 그래서 뭐? 이게 다 실용적이야? 이 슈퍼 컴퓨터가 복잡한 수학만 할 수 있을까?"
짧은 대답은 예와 아니오입니다! CQ를 갖는 것의 장점은 예, CC에 비해 훨씬 더 우수한 계산을 할 수 있는 능력에 있습니다. , CQ는 몇 분 안에 이 작업을 수행합니다.
일기 예보와 같은 문제를 해결하기 위해 이러한 유형의 계산을 적용하는 몇 가지 예가 있습니다. 지구의 대기를 이해하는 변수는 너무 많아서 신문에서 비가 올 확률이 절대 확실하지 않다고 뉴스에서 볼 때 상파울루에서 비가 올 확률은 30%입니다. 신문에서 언젠가는 비가 온다는 것처럼 이미 경험한 적이 있을 것입니다. 어쩌면 실제로는 그렇지 않을 수도 있습니다.
왜 그런 일이 발생합니까?! 단순히 대기 시스템의 복잡성 때문에, 그리고 이러한 복잡성은 대기에 영향을 주는 요인의 양에 있습니다. 예를 들어, 비, 대기압, 특정 지역의 온도, 공기 밀도, 공기 습도, 압력 측정되는 지역에 영향을 미치는 다른 지역의 차이 등등. 이와 같은 계산의 소수 자릿수는 차이를 만듭니다. 천문학적이며 소수점 이하 자릿수가 많을수록 날씨와 같은 동적 현상을 예측할 때 오차 범위가 작아집니다.
놀랍지 않습니까?! 지금쯤이면 이 모든 정보가 여러분에게 전달될 것입니다. "타! 그럼 미래에는 모든 컴퓨터가 양자가 될까요?" 대답은 우리가 알지 못하고 아직 아무 말도 할 수 없다는 것입니다. 일부 비디오에서 이미 언급했듯이 CQ는 오늘날 우리가 가지고 있는 컴퓨터를 완전히 대체하지는 않지만 이미 언급한 특정 작업의 경우 CQ가 CC보다 엄청나게 높은 성능을 제공하므로 CQ는 실제로 다음입니다. 컴퓨팅과 그에 수반되는 모든 것의 진화. 암호화에 대해서도 언급했듯이 멀지 않은 미래에 현재 암호화된 시스템으로 보호되는 것으로 간주되는 모든 것이 CQ에 의해 위협을 받을 것이지만 Nerdologia 비디오에서 볼 수 있듯이 양자 암호화에 대한 연구가 이미 수행되고 있습니다. 이 새로운 유형의 컴퓨팅으로 이 보안 침해를 제공합니다.
이러한 CQ가 대규모로 제조될 때 통신 프로세스도 광자(빛)를 사용하고 "양자 얽힘" 또는 "양자 얽힘"이라는 양자 이론의 결과를 사용하여 서로 정보를 교환하는 방식이 현재 통신과 완전히 다릅니다. 양자 얽힘". 물론 형식적인 개념은 상당히 억지스럽고 지금 여기에서 완벽하게 이해하는 것은 우리에게 달려 있지 않지만 아이디어는 두 입자가 아원자 구조는 서로 매우 가깝고 속성이 연결되어 있지만(아직 어떻게 그리고 왜 이런 일이 발생하는지 알 수 없음) 이 현상은 이미 여러 번 테스트되고 실험적으로 입증되었습니다(추가 비디오에는 더 잘 설명하는 비디오가 있습니다) .
예를 들어, P1과 다른 P2라고 부를 기본 입자를 가정해 보겠습니다. 이 두 입자를 함께 놓으면 얽힘을 이해하기 위해 속성이 연결됩니다. 양자, 이 두 입자를 매우 먼 거리에서 분리하고 P2를 예를 들어 해왕성의 표면에 올려 보겠습니다. 4,504,300,000km). 이 얽힘 이론에 따르면, 해왕성의 P2 입자와 알 수 없는 방식으로 연결되어 있는 지구에 머물렀던 P1 입자를 변경하면 이 P2 입자가 반대 효과로 반응합니다. 곧! 즉, 이 현상은 우주의 한계속도가 빛의 속도(30만km/s)라는 상대성 이론을 분명히 무시했다는 것이다. 그렇기 때문에 상대성 이론의 창시자인 알베르트 아인슈타인은 이것을 현상 (Ghostly Action Ranged)와 같은. 이 현상은 이미 실험을 통해 사실로 입증되었지만 상대성 이론이 무효화되는 것은 아님을 기억하십시오. 오직 우리는 상대성 이론이 적용되지 않는 극도로 다른 차원의 현상을 다루고 있습니다.
이를 인터넷과 같은 컴퓨터 간의 통신에 적용 오늘날 우리가 알고 있듯이 보안 연결을 사용하지 않는 경우 누군가 당신의 모든 대화, 정보 및 인터넷 사용을 염탐하고 기웃거리고 있습니다. 이제 CQ의 경우 이러한 얽힌 광자와 통신을 수행할 수 있습니다. 이론에 따르면 모든 노이즈(또는 통신 및 인터넷과 같은 맥락에서 간섭하려는 외부 에이전트) 정보는 완전히 뒤섞이고 인식할 수 없으며 심지어 소멸되지 않더라도 이러한 이유로 QC는 다음이 될 수 있습니다. 정보와 일부 전문가의 경우 사실상 불가침 시스템의 개인 정보 보호 측면에서 컴퓨터의 세대가 더 안전하고 무결성을 유지합니다.
지금까지 독자 여러분은 양자 이론이 우리 사회에 미치는 영향을 이해하셨기를 바랍니다. 우리는 양자 이론에 끊임없이 의존하며 그 응용은 재료 공학, 화학, 화학 공학 등 가장 다양한 지식 영역에서 발견됩니다. , 엔지니어링 군사, 의학, 제약 산업, 널리 적용되는 다른 많은 예 중에서. 예상되는 것 이 교훈적인 자료의 끝에서 당신은 전체 과정을 이해하는 것입니다 양자 이론의 구성, 이러한 현상의 배후에 있는 주요 아이디어와 이론을 이해하고, 물론 그것들이 어디에 적용되는지 이해하고, 아마도 적어도 그 주제에 대한 관심을 불러일으켰을 것입니다. 왜냐하면 멀지 않은 미래에 당신이 그러한 현상이 될 것이라는 것을 누가 알겠습니까? 현대과학의 과학적 개념을 뒤흔들 차세대 이론은 누가 발견할 것인가?!