ควิบิต? นิยายวิทยาศาสตร์เรื่องต่างๆ สร้างขึ้นจาก

ใช่ไหม? เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา CPU ที่เร็วที่สุดคือ Intel Pentium 233MMX ใช่หรือไม่

ตอนนี้คุณสามารถซื้อ Intel P4 2 Ghz ด้วยความเร็วได้ถึง 2.5Ghz + ในปลายปีนี้ เคยสงสัยไหมว่าทำไม? ฉันรู้ว่าฉันมี

ฉันคิดว่าฉันอาจพบคำตอบแล้ว ลิงก์ว่าทำไมความเร็วโปรเซสเซอร์จึงเพิ่มขึ้นและราคาก็ลดลง อนาคตกำลังมา และสำหรับคุณที่เป็นเกินบรรยาย มันอาจจะมาถึงเร็วกว่าที่คุณคิด ฉันพูดได้คำเดียวว่า ?qubit ?

สำหรับใครที่คุ้นเคยกับคำว่า qubit เข้าใจแล้วใช่ไหม? รอไม่ไหวแล้ว เพื่อคนอื่นที่กำลังคิด? เขากำลังพูดถึงอะไร??, ฉัน? จะแจ้งให้คุณทราบความลับเล็กน้อย

คอมพิวเตอร์ควอนตัม ฉันได้ยินแบบนั้นแล้วก็คิดกับตัวเอง ใช่มั้ยล่ะ? นั่นจะไม่เกิดขึ้น อย่างน้อยก็ไม่ใช่ในช่วงชีวิตของฉัน แต่ตามบทความของ R. คอลิน จอห์นสัน NSF (มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ) กำลังค้นหากระบวนการผลิตชิปที่เชื่อถือได้อยู่แล้ว

NSF ได้บริจาคเงิน 1.6 พันล้านดอลลาร์และความพยายามสี่ปีเพื่อสร้างกระบวนการดังกล่าว ปัจจุบันมีเพียงหนึ่งในผู้สมัครชั้นนำสำหรับกระบวนการนี้เท่านั้นที่ได้เผยแพร่ผลงานของตน จากความพยายามทั้งหมด 40 ครั้ง มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพียงสองหรือสามเครื่องเท่านั้นที่ทำงานที่อุณหภูมิห้องได้

จุดมุ่งหมายคือเพื่อให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานที่อุณหภูมิห้องและทำให้สามารถผลิตออกสู่สาธารณะได้ ผู้นำในโครงการนี้คือ Paul R. Berger รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าที่ Ohio State University ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ ที่ Urbana-Champaign, มหาวิทยาลัย Notre Dame, มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ริเวอร์ไซด์ และการวิจัยกองทัพเรือและกองทัพอากาศ ห้องปฏิบัติการ คุณไม่ได้? ไม่คิดว่าซุปเปอร์คอมพิวเตอร์แบบนี้จะเป็นไปได้เหรอ? คุณจะไม่ให้รัฐบาลเข้ามามีส่วนร่วมใช่ไหม?

สำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม นี่คือสิ่งสกปรก (ฉันหวังว่าคุณจะสวมหมวกฟิสิกส์)

คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้โปรเซสเซอร์เหมือนกับคอมพิวเตอร์อื่นๆ ยกเว้นว่าตัวประมวลผลสำหรับคอมพิวเตอร์เครื่องนี้คือสิ่งที่เรียกว่าจุดควอนตัม (ตอนนี้คือจุดที่ข้อมูลหนาขึ้น)

จุดควอนตัมคือกล่องโลหะหรือเซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็กที่บรรจุอิเล็กตรอนตามจำนวนที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน จำนวนอิเล็กตรอนในจุดสามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนจุด? สภาพแวดล้อมที่มีไฟฟ้าสถิต จุดสามารถสร้างและถูกสร้างขึ้นได้ตั้งแต่ 30 นาโนเมตร (นาโนเมตร) ถึงขนาด 1 ไมครอน และถือจากศูนย์ ไปจนถึงอิเล็กตรอนหลายร้อยตัว (ข้อมูลข้างต้นมาจาก ?The Nanoelectronics and Nanocomputing Home หน้าหนังสือ?).
ควอนตัมดอทจัดเก็บข้อมูลในโดเมนที่เล็กกว่าโดเมนที่เสนอโดยทั่วไปสำหรับเทคโนโลยีชิปซิลิคอนในอนาคตอย่างน้อย 10 เท่า เพียงไม่กี่ตารางนาโนเมตร ซึ่งมีอะตอม 50 ถึง 10,000 อะตอมต่อควอนตัมบิตที่เก็บไว้ (คิวบิต) อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานโดยส่งอิเล็กตรอนแต่ละตัวผ่านฉนวนทันทีโดยไม่ต้องเสียเวลาผ่านมันไปทางกายภาพเลยหรือ? ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "อุโมงค์" กล่าวโดย R. โคลิน จอห์นสัน.

ปัจจุบันนี้ นักวิจัยที่กำลังทดลองออกแบบชิปควอนตัมของตนเอง สร้าง หรือสร้างกระบวนการของตนเอง เทคโนโลยีโดยไม่ต้องแลกความสามารถในการผลิต ผลผลิตที่ดี การทำงานที่อุณหภูมิห้อง ความน่าเชื่อถือ และความสามารถในการทำซ้ำ ขนาดเล็ก.

?คลื่นความน่าจะเป็น? ส่งผลต่อผลลัพธ์ของการขุดอุโมงค์เป็นจุดควอนตัม เนื่องจากความน่าจะเป็นอันจำกัดที่อิเล็กตรอนสามารถพลิกกลับที่อีกด้านหนึ่งของฉนวนกั้น ควอนตัม กลศาสตร์ทำนายว่าอิเล็กตรอนบางตัวจะพลิกกลับด้านใดด้านหนึ่ง ขึ้นอยู่กับกระแส ?ด้านสิ่งแวดล้อม? เงื่อนไข.

ตามข้อมูลที่ให้ไว้โดย R. โคลิน จอห์นสัน:

นอกเหนือจากการขุดอุโมงค์แล้ว แต่ละโดเมนขนาดนาโนยังสามารถจัดเก็บทั้ง 1 และ 0 พร้อมกันโดยอาศัยสิ่งที่เรียกว่า "การซ้อน" ภายใน qubit ของพวกมัน การซ้อนทับ? รักษาสถานะตรรกะของ qubit ที่คลุมเครือจนกว่าจะถูกเรียกให้ "รายงาน" ในผลลัพธ์ ดังนั้น คิวบิตจะแสดงทั้ง 1 และ 0 พร้อมๆ กัน และจึงสามารถทำการคำนวณที่ซ้อนทับได้ ขั้นตอนกลางวางซ้อนกันโดยขนานกัน หลังจากนั้นจึงเลือกผลลัพธ์ที่ต้องการจากหลายรายการที่เป็นไปได้ การคำนวณ
ตัวอย่างเช่น การซ้อนทับช่วยให้ตัวบวก 8 บิตสามารถทำการเพิ่ม 8 บิตที่เป็นไปได้ทั้งหมดไปพร้อมๆ กันกับค่า 8 บิตที่เป็นไปได้ทั้งหมด หลังจากการบวก ผลลัพธ์แต่ละรายการสามารถเลือกได้จากผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ 512 รายการซึ่งวางทับกันในรอบเครื่องเดียวโดยตัวบวกคิวบิต ?
เมื่อมาถึงจุดนี้ เราก็เกาหัวแล้วพูดว่า 'ฮิวจ์ แล้วไงล่ะ? ความแตกต่างระหว่างพีซีตั้งโต๊ะทั่วไปและคอมพิวเตอร์ควอนตัมคืออะไร

โอเค คอมพิวเตอร์ยุคใหม่บิดเบือนข้อมูลในสิ่งที่เราเรียกว่าเลขฐานสองและเลขศูนย์ ที่? เป็นพื้นฐานพื้นฐานของโลกคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันของเรา บิตทั้งสองสามารถสร้างค่าผสมของหนึ่งและศูนย์ได้สี่ค่า ในพีซีมาตรฐาน คุณสามารถมี 8 พันล้านบิตซึ่งจะให้ข้อมูลที่มีศักยภาพสูง

คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำหน้าที่นี้แตกต่างออกไป คิวบิตสามารถบรรลุหลายสถานะพร้อมกัน โดยแต่ละสถานะมีความน่าจะเป็น แต่ละค่าผสมระหว่างหนึ่งและศูนย์จะต้องมีความน่าจะเป็น จำนวนชุดค่าผสมสามารถเติบโตได้อย่างบ้าคลั่ง: สำหรับ n qubits จะมีสถานะที่แตกต่างกัน 2^n โดยแต่ละสถานะมีความน่าจะเป็นที่เกี่ยวข้องกัน (ควอนตัม)
ตัวอย่างที่ดีมาจาก Scientific American ซึ่งแสดงให้เห็นว่าคอมพิวเตอร์สมัยใหม่และคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะค้นหาส่วนผสมที่ลงตัวสำหรับล็อคได้อย่างไร:

ล็อคด้วยตัวเลข 4 ตัว: 0, 1, 2, 3; และหมายเลขใดหมายเลขหนึ่งที่จำเป็นในการปลดล็อค คอมพิวเตอร์ยุคใหม่จะลองใช้แต่ละตัวเลขตามลำดับ: '1' ถูกต้องหรือไม่ '2' ถูกต้องหรือไม่? และอื่นๆ ก็อาจจะลองให้ครบทั้ง 4 ตัวจนกว่าจะเจอเลขที่ถูกต้อง คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะทดสอบตัวเลขหลายตัวพร้อมกัน และได้รับคำตอบที่ไม่ซ้ำกันสำหรับคำตอบที่ถูกต้องแต่ละข้อ คอมพิวเตอร์ยุคใหม่ใช้ค่าเฉลี่ย n/2 เดา ในขณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมต้องการเพียงรากที่สองของ n (ควอนตัม)

เมื่อพิจารณาถึงการคำนวณจำนวนมหาศาลที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำได้ ความเป็นไปได้ก็ดูเหมือนไม่มีขีดจำกัด คิดถึงความเป็นไปได้ในการใช้คอมพิวเตอร์ในทุกสาขาของการเรียนรู้และการสร้างสรรค์ สาขาการแพทย์อาจได้รับประโยชน์อย่างมากจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม แพทย์สามารถสำรวจร่างกายมนุษย์และทดลองในสภาพแวดล้อมจำลอง ส่งผลให้การวิจัยทางการแพทย์ก้าวหน้าไปอย่างมาก คุณยังคำนวณการแยกตัวประกอบเฉพาะของจำนวนมากได้ด้วย การแยกตัวประกอบเฉพาะคือสิ่งที่เรารู้จักกันในชื่ออัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์ที่องค์กรส่วนใหญ่ใช้ในการเข้ารหัส

ตัวอย่างโดยเบ็นซิมป์สัน
การคำนวณย้อนกลับเป็นเรื่องยากมาก คอมพิวเตอร์ยุคใหม่อาจใช้เวลาหลายล้านปีในการคำนวณที่จำเป็น ส่งผลให้ความพยายามในการแฮ็กเป็นเรื่องที่น่าหัวเราะ (ควอนตัม) อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจเสร็จสิ้นการคำนวณที่จำเป็นภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งปี ตอนนี้ที่? น่ากลัวนิดหน่อย

เมื่อถึงจุดนี้ฉันหวังว่าฉันจะได้? อย่าทำให้คุณสับสนมากเกินไปในเรื่องนี้ สำหรับฉันฉันทำได้เหรอ? ไม่ต้องรอให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมปรากฏตัว คุณคิดว่าอาจเป็นเหตุผลที่ผู้ผลิต CPU เริ่มกังวลหรือไม่ เพราะเหตุใด เมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมออกมา จะทำให้ระบบล้าสมัย คำถามหนึ่งก็คือ ผู้ผลิตคอมพิวเตอร์กำลังค้นคว้าเทคโนโลยีนี้ด้วยหรือไม่... ฉันจะเดิมพันเงินของฉันกับมัน

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• แฮชแท็กที่ตรงเวลาทำให้ Juneteenth เป็นวันหยุดอย่างเป็นทางการของผู้คนนับล้านได้อย่างไร
• เหตุใดคุณจึงเห็นโฆษณาสำหรับสิ่งที่คุณซื้อไปแล้ว
• หัวหน้า Zoom ยอมรับข้อผิดพลาดแต่ยืนยันว่ามีการปรับปรุง
• Google Photos ช่วยให้การแบ่งปันรูปภาพและวิดีโอเพียงครั้งเดียวเป็นเรื่องง่ายยิ่งขึ้น
• คดีความอ้างว่ารหัสผ่านโง่ ๆ ของ Equifax ทำให้การขโมยข้อมูลของคุณเป็นเรื่องง่ายมาก

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร