Kvant hesablamaları böyük həcmdə məlumatı inanılmaz dərəcədə yüksək sürətlə emal etmək üçün kvant mexanikasından istifadə edir. Kvant kompüterinin masaüstü kompüterin illər və ya onilliklər ərzində həll edəcəyi problemi həll etməsi bir neçə dəqiqədən bir neçə saata qədər vaxt aparır.
Kvant hesablama yeni nəsil superkompüterlər üçün zəmin yaradır. Bu kvant kompüterlərinin modelləşdirmə, logistika, trend təhlili, kriptoqrafiya və süni intellekt kimi sahələrdə mövcud texnologiyadan üstün olacağı gözlənilir.
Kvant Hesablaması İzah edildi
Kvant hesablama ideyası ilk dəfə 1980-ci illərin əvvəllərində Riçard Feynman və Yuri Manin tərəfindən təsəvvür edilib. Feynman və Manin inanırdılar ki, kvant kompüteri masa üstü kompüterin edə bilmədiyi şəkildə məlumatları simulyasiya edə bilər. Tədqiqatçılar ilk kvant kompüterlərini 1990-cı illərin sonlarına qədər yaratmadılar.
Kvant hesablamaları hesablamaları yerinə yetirmək üçün superpozisiya və dolaşıqlıq kimi kvant mexanikasından istifadə edir. Kvant mexanikası son dərəcə kiçik, təcrid olunmuş və ya soyuq şeyləri öyrənən fizikanın bir sahəsidir.
Kvant hesablamasının əsas emal vahidi kvant bitləri və ya kubitlərdir. Qubitlər kvant kompüterində tək atomların, atom altı hissəciklərin və ya superkeçirici elektrik dövrələrinin kvant mexaniki xüsusiyyətlərindən istifadə etməklə yaradılır.
Qubitlər masa üstü kompüterlər tərəfindən istifadə edilən bitlərə bənzəyir ki, kubitlər 1 və ya 0 kvant vəziyyətində ola bilər. Qubitlər eyni zamanda 1 və 0 vəziyyətlərinin superpozisiyasında ola bilmələri ilə fərqlənir, yəni qubitlər eyni vaxtda həm 1, həm də 0-ı təmsil edə bilər.
Kubitlər superpozisiyada olduqda, iki kvant vəziyyəti bir-birinə əlavə olunur və nəticədə başqa bir kvant vəziyyəti yaranır. Superpozisiya birdən çox hesablamanın eyni vaxtda işlənməsi deməkdir. Beləliklə, iki kubit eyni vaxtda dörd rəqəmi təmsil edə bilər. Adi kompüterlər bitləri iki mümkün vəziyyətdən yalnız birində (1 və ya 0) emal edir və hesablamalar bir-bir emal edilir.
Kvant kompüterləri də kubitləri emal etmək üçün dolaşıqdan istifadə edir. Qubit qarışdıqda, həmin kubitin vəziyyəti başqa bir qubitin vəziyyətindən asılıdır ki, bir qubit onun müşahidə olunmamış cütlüyünün vəziyyətini aşkar etsin.
Kvant Prosessoru Kompüterin Əsasıdır
Kubitlər yaratmaq çətin işdir. Qubiti istənilən uzunluqda saxlamaq üçün donmuş mühit tələb olunur. Qubit yaratmaq üçün tələb olunan superkeçirici materiallar mütləq sıfıra qədər soyudulmalıdır (təxminən mənfi 272 Selsi). Hesablamada səhvləri az altmaq üçün kubitlər arxa fon səs-küyündən də qorunmalıdır.
Kvant kompüterinin içi dəbdəbəli qızıl çilçıraq kimi görünür. Bəli, əsl qızıldan hazırlanmışdır. Bu, kvant çiplərini soyudan seyreltmə soyuducudur ki, kompüter heç bir məlumatı itirmədən superpozisiyalar yarada və kubitləri dolaşdıra bilsin.
Kvant kompüteri bu kubitləri idarə oluna bilən kvant mexaniki xüsusiyyətləri göstərən istənilən materialdan düzəldir. Kvant hesablama layihələri müxtəlif yollarla kubitlər yaradır, məsələn, fövqəlkeçirici məftillərin çevrilməsi, elektronların fırlanması və fotonların ionlarının və ya impulslarının tutulması. Bu qubitlər yalnız seyreltmə soyuducuda yaradılmış dondurulma temperaturunda mövcuddur.
Kvant Hesablama Proqramlaşdırma Dili
Kvant alqoritmləri məlumatları təhlil edir və verilənlər əsasında simulyasiyalar təklif edir. Bu alqoritmlər kvant mərkəzli proqramlaşdırma dilində yazılmışdır. Tədqiqatçılar və texnologiya şirkətləri tərəfindən bir neçə kvant dili hazırlanıb.
Bunlar kvant hesablama proqramlaşdırma dillərindən bir neçəsidir:
- QISKit: IBM-dən olan Quantum Information Software Kit kvant proqramlarını yazmaq, simulyasiya etmək və işlətmək üçün tam yığın kitabxanadır.
- Q: Microsoft Quantum Development Kit-ə daxil olan proqramlaşdırma dili. İnkişaf dəstinə kvant simulyatoru və alqoritm kitabxanaları daxildir.
- Cirq: Sxemləri yazmaq və bu sxemləri kvant kompüterlərində və simulyatorlarda idarə etmək üçün python kitabxanasından istifadə edən Google tərəfindən hazırlanmış kvant dili.
- Forest: Rigetti Computing tərəfindən yaradılmış və kvant proqramlarını yazıb işlədən tərtibatçı mühiti.
Kvant Hesablama üçün İstifadələr
Real kvant kompüterləri son bir neçə ildə əlçatan olub və yalnız bir neçə böyük texnologiya şirkətində kvant kompüteri var. Bu texnologiya şirkətlərinə Google, IBM, Intel və Microsoft daxildir. Bu texnologiya liderləri müxtəlif problemləri həll etmək üçün istehsalçılar, maliyyə xidmətləri firmaları və biotexnoloji firmalarla işləyir.
Kvant kompüter xidmətlərinin mövcudluğu və hesablama gücündə irəliləyiş tədqiqatçılara və alimlərə əvvəllər həlli mümkün olmayan problemlərin həlli yollarını tapmaq üçün yeni alətlər verir. Kvant hesablamaları inanılmaz həcmdə məlumatı təhlil etmək, bu məlumatlar haqqında simulyasiyalar yaratmaq, həllər hazırlamaq və problemləri həll edən yeni texnologiyalar yaratmaq üçün lazım olan vaxt və resursları azaldıb.
Biznes və sənaye biznesin yeni üsullarını araşdırmaq üçün kvant hesablamalarından istifadə edir. Biznesə və cəmiyyətə fayda verə biləcək kvant hesablama layihələrindən bəziləri bunlardır:
- Aerokosmik sənaye hava trafikini idarə etməyin daha yaxşı yollarını araşdırmaq üçün kvant hesablamalarından istifadə edir.
- Maliyyə və investisiya firmaları maliyyə investisiyalarının riskini və gəlirlərini təhlil etmək, portfel strategiyalarını optimallaşdırmaq və maliyyə keçidlərini həll etmək üçün kvant hesablamalarından istifadə etməyə ümid edirlər.
- İstehsalçılar təchizat zəncirlərini təkmilləşdirmək, istehsal proseslərində səmərəlilik yaratmaq və yeni məhsullar inkişaf etdirmək üçün kvant hesablamalarından istifadə edirlər.
- Biotexnoloji firmalar yeni dərmanların kəşfini sürətləndirməyin yollarını araşdırır.
Kvant Kompüteri Tapın və Kvant Hesablaması ilə Təcrübə Edin
Bəzi kompüter alimləri masaüstü kompüterdə kvant hesablamalarını simulyasiya etmək üçün üsullar hazırlayırlar.
Dünyanın ən böyük texnologiya şirkətlərinin çoxu kvant xidmətləri təklif edir. Masaüstü kompüterlər və sistemlərlə birləşdirildikdə, bu kvant xidmətləri masa üstü kompüterlərlə kvant emalının mürəkkəb problemləri həll etdiyi mühit yaradır.
- IBM, bulud vasitəsilə istifadə edə biləcəyiniz bir neçə real kvant kompüterinə və simulyasiyalara çıxışı olan IBM Q mühitini təklif edir.
- Alibaba Cloud xüsusi hazırlanmış kvant kodlarını işlədə və sınaqdan keçirə biləcəyiniz kvant hesablama bulud platforması təklif edir.
- Microsoft Q proqramlaşdırma dilini, kvant simulyatorlarını və istifadəyə hazır kodun inkişaf kitabxanalarını ehtiva edən kvant inkişaf dəsti təklif edir.
- Rigetti, hazırda beta mərhələsində olan ilk kvant bulud platformasına malikdir. Onların platforması Forest SDK ilə əvvəlcədən konfiqurasiya edilib.
Gələcəkdə Kvant Hesablama Xəbərləri
Xəyal odur ki, kvant kompüterləri hazırda çox böyük və standart avadanlıqla həll etmək üçün çox mürəkkəb problemləri həll edəcək, xüsusən də ətraf mühitin modelləşdirilməsi və xəstəliklərin qarşısının alınması üçün.
Masaüstü kompüterlərdə bu mürəkkəb hesablamaları yerinə yetirmək və bu inanılmaz miqdarda məlumat təhlilini yerinə yetirmək üçün yer yoxdur. Kvant hesablamaları ən böyük böyük məlumat kolleksiyalarını götürür və bu məlumatı masaüstü kompüterə sərf edəcəyi vaxtın bir hissəsində emal edir. Masaüstü kompüterə bir neçə il lazım olan məlumatların işlənməsi və təhlili kvant kompüteri üçün cəmi bir neçə gün çəkir.
Kvant hesablamaları hələ başlanğıc mərhələsindədir, lakin o, ən mürəkkəb dünya problemlərini işıq sürəti ilə həll etmək potensialına malikdir. Kvant hesablamalarının nə qədər inkişaf edəcəyi və kvant kompüterlərinin mövcudluğu hər kəsin təxminidir.
