কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ধারণা। সংকলন

1. সংক্ষিপ্তসার

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং কি?

ক্লাসিক্যাল অ্যালগরিদমের নির্ধারণে আত্মত্যাগকারী উল্লেখযোগ্য কম্পিউটেশনাল লাভের জন্য গণনা করার সময় কম্পিউটিং দৃষ্টান্তে একটি সামান্য পরিবর্তন এনেছে যা প্রচুর সমান্তরালতা প্রয়োগ করতে দেয়।

এর জন্য একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারের প্রয়োজন যে কণাগুলি যেগুলি কুইটগুলি রচনা করতে চলেছে তা একই সময়ে দুটি রাজ্যে হতে পারে, প্রায় সম্পূর্ণ বিচ্ছিন্নতা এবং এমন একটি পরিবেশের প্রয়োজন হয় যা অন্যান্য কণাগুলি বা বিকিরণের সাথে কোয়েটের কোনও সম্ভাব্য মিথস্ক্রিয়াকে নিয়ন্ত্রণ করে এবং এড়ায় requ, যা বর্তমানে স্থিতিশীল হয়ে উঠতে পারে এমন সত্যিকারের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি তৈরি করা কঠিন করে তোলে এবং এ কারণেই পর্যাপ্ত ক্ষমতা সহ একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার এখনও কার্যকর করা হয়নি, কেবল প্রোটোটাইপ যা অল্প অল্প করে অগ্রসর হচ্ছে।

2. ভূমিকা

এটি ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিংয়ের চেয়ে আলাদা একটি কম্পিউটিং দৃষ্টান্ত। এটি বিটের পরিবর্তে কুইটগুলির ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে এবং এটি নতুন যৌক্তিক গেটগুলির জন্ম দেয় যা নতুন অ্যালগরিদমকে সম্ভব করে তোলে।

2.1 বিট এবং কুইটস। ওভারল্যাপিং তথ্য

ক্লাসিক কম্পিউটারগুলিতে সর্বনিম্ন পরিমাণে স্ট্যাটিরিয়াল তথ্যটি কিছুটা। একটি পারমাণবিক মেমরি কোষ দুটি সম্ভাব্য বিচ্ছিন্ন রাষ্ট্রগুলির মধ্যে একটি 0 বা 1 সংরক্ষণ করতে পারে, বিটের ধারণায় কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রয়োগটি কোয়ান্টাম বিট বা কোবিট (কোয়ান্টাম বিট) এর জন্ম দেয়: মেমরি সেল যা দুটি অবস্থার একটিতে (0 বা 1) বা উভয়ের একটি নির্দিষ্ট সুপারপজিশনে থাকতে পারে।

এর অর্থ হ'ল এন কুইটসের একটি রেজিস্টার দিয়ে 2 ^ N পর্যন্ত বিভিন্ন মান উপস্থাপন করা যায়। এবং একটি কুইট রেজিস্টারে একটি অপারেশন করা এটি যাবতীয় মানগুলিতে রেজিস্টারে চাপিয়ে দেওয়া কাজ করে। সমান্তরাল গণনার এই বিশাল প্রয়োগটি আমরা এভারেটের ব্যাখ্যা অনুসারে, "অসীম সমান্তরাল মহাবিশ্বে পরিচালিত", অর্থাৎ কুইটস রেজিস্টারে সেই সময়ে বিভিন্ন ভিন্ন বাস্তবতা (বা মান) নিয়ে যেটাকে কল করতে পারি তা বলা যায়। উদাহরণস্বরূপ, আপনার যদি 10-কুইট রেজিস্টার থাকে তবে সেই একই নিবন্ধটি একবারে 1024 মান সংরক্ষণ করতে পারে, অর্থাৎ দশটি ক্লাসিক বিট নিতে পারে এমন সমস্ত সম্ভাব্য মানগুলির সুপারপজিশন। এই রেজিস্ট্রি দিয়ে কাজ করে,এই অপারেশনটি সমস্ত সম্ভাব্য রেজিস্ট্রি মানগুলিতে প্রয়োগ করা হবে, সুতরাং এক্ষেত্রে 1024 অপারেশন একক হিসাবে ব্যয় করা হবে। এটি স্পষ্ট যে সিস্টেমের শক্তি রেজিস্টারে গ্রুপ করা যাবে এমন কোয়েটগুলির সংখ্যায় দ্রুত বৃদ্ধি পাবে।

৩. কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের উত্স

কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের ধারণাটি 1981 সালে উত্থাপিত হয়েছিল, যখন পল বেনিফ কম্পিউটারের পরিবেশে কোয়ান্টাম আইনগুলি গ্রহণের জন্য তার তত্ত্বটি ব্যাখ্যা করেছিলেন। বৈদ্যুতিক ভোল্টেজের স্তরে কাজ করার পরিবর্তে একজন কতটা স্তরে কাজ করে। ডিজিটাল কম্পিউটিংয়ে, কিছুটা কেবল দুটি মান নিতে পারে: 0 বা 1. বিপরীতে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের ক্ষেত্রে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আইনগুলি হস্তক্ষেপ করে এবং কণা সুসংগত সুপারপজিশনে থাকতে পারে: এটি 0.1 হতে পারে এবং এটি 0 হতে পারে it এবং 1 একই সাথে (একটি উপজাতীয় কণার দুটি অর্থোথোনাল রাজ্য)। এটি কুইটের সংখ্যার উপর নির্ভর করে একই সাথে বেশ কয়েকটি অপারেশন করার অনুমতি দেয়।

4. বৈশিষ্ট্য

বর্তমানে আমরা যে গণনাটি ব্যবহার করি, প্রতিটি বিট একই সময়ে বিকল্প এবং প্রত্যক্ষ রাজ্যে উপস্থিত হতে পারে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ে প্রতিটি বিট একই তাত্ক্ষণিক সময়ে একাধিক রাজ্যে পরিণত হয়। এর জন্য ধন্যবাদ, আমরা বর্তমান অ্যালগরিদমের দ্বারা ব্যবহৃত সময়টি তাত্ক্ষণিকভাবে হ্রাস করতে পারি। আমাদের আজকের মতোই একটি স্থাপত্য রয়েছে যা তাত্ত্বিক ক্ষেত্রে খুব সফল হয়েছে এবং যার উপলব্ধি ভবিষ্যতে কোনও কোয়ান্টাম কম্পিউটারের প্রয়োগের উপর নির্ভর করে।

কোয়ান্টাম বিজ্ঞানীরা অ্যালগরিদমগুলি কার্যকর করতে প্রয়োজনীয় গণ্য সংস্থাগুলির কঠোর হ্রাস সম্ভব বলে প্রমাণ করার ক্ষেত্রে প্রচুর তাত্ত্বিক অগ্রগতি সাধন করেছেন, যার মধ্যে কিছু আজকের আধুনিকতম কম্পিউটারে প্রচুর পরিমাণে কম্পিউটিং পাওয়ার প্রয়োজন হয়। তাত্ত্বিকভাবে দুর্দান্ত সাফল্যের সাথে বিকাশিত কয়েকটি উদাহরণ প্রধান বিষয়গুলির জন্য পূর্বোক্ত অনুসন্ধান বা আনর্ডারড ডাটাবেসে অনুসন্ধান the কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের তাত্ত্বিক ভিত্তি পারমাণবিক বিশ্বের মিথস্ক্রিয়া, পাশাপাশি কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির ভবিষ্যতে বাস্তবায়নের উপর ভিত্তি করে। তদতিরিক্ত, এটি সর্বাধিক ভবিষ্যতের সাথে অন্যতম পদ্ধতি কারণ এটি প্রচুর পরিমাণে উপস্থাপনা সরবরাহ করে এবং এমনকি সর্বাধিক উন্নত স্টোরেজ ডিভাইসগুলির সদৃশ করতে পারে।

৫. কোয়ান্টাম জট এবং টেলিপোর্টেশন

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি আশ্চর্যজনক ধারণাটি হ'ল কোয়ান্টাম জড়িত বা জড়িত হিসাবে পরিচিত যার দ্বারা অজানা রাষ্ট্রের দুটি কণা সংযুক্ত থাকে যাতে তারা যে দূরত্ব নির্বিশেষে নির্বিশেষে, যখন কোনও কণার তরঙ্গের ক্রিয়াটি ভেঙে যায়, যখন এই অন্যান্য কণা একটি স্বতন্ত্র সিস্টেমে থাকে তখনও তার আন্তঃসংযোগের অংশের অবস্থা আরও বেশি বা কম পরিমাণে নির্ধারিত হবে। এই প্রভাবটি কুইটটিতে প্রয়োগ করা হবে, এটির মানটি তৈরি করা হবে যা আমরা কেউ অন্যের মধ্যে যে মূল্যকে লক্ষ্য করি তার উপর নির্ভর করে, আমরা যে মানগুলির বিষয়ে কথা বলছি তার এই "ফিল্টারিং" চালানোর অনুমতি দেয়, যেহেতু একটি রেজিষ্টারে একটি নির্দিষ্ট মান পর্যবেক্ষণ করার ফলে আমরা যে মানগুলি পর্যবেক্ষণ করতে পারি তা সম্পূর্ণরূপে শর্তযুক্ত হবে। প্রথমটিতে লিঙ্কযুক্ত অন্য রেকর্ডে।

কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন এই নীতিটি ব্যবহার করে, এবং আমাদের মূল কুইট থেকে দূরে কোথাও অজানা স্থিতির একটি চতুর্ধাংশ উপস্থিত তথ্য পুনরুদ্ধার করতে অনুমতি দেয়, এইভাবে সমস্ত ক্যোবিট অন্য ক্যুবিটে থাকা তথ্যকে পরিবহণ করে। ট্রান্সমিশন চ্যানেল হিসাবে আমরা দুটি কুইটের আন্তঃব্যবস্থাপনা ব্যবহার করব: আমরা যে কুইটটি আন্তঃবিবাহিত কুইটগুলির মধ্যে একটিতে পরিবহন করতে চাই তা পরিচালনা করব, যার ফলে উভয়ের তথ্য বিপর্যয় ঘটায় এবং ভেঙে পড়ছে না এমন আন্তঃবিবাহিত কুইটের সাথে দুটি ক্লাসিক বিট অর্জন করে। এই দুটি ক্লাসিক বিটগুলি এখন আন্তঃবাহিত কুইটের সাথে একত্রে পরিচালিত হতে পারে, আমাদের সেই তথ্যটি পুনরুদ্ধার করতে দেয় যাতে কুইটটি স্থানান্তরিত হতে পারে। এটি আমাদের অজানা স্ট্যাটাস কুইট সমেত তথ্য অন্য কোনও স্থানে প্রেরণ করতে দেয়,তথ্য হারাতে এবং ঝুঁকি ছাড়াই যে পাঠানোর সময় কুইটটি নষ্ট হওয়া সিস্টেমের সাথে যোগাযোগ করে।

5.1 কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের অ্যাপ্লিকেশনগুলির উদাহরণ

কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের জন্য দুটি আকর্ষণীয় অ্যাপ্লিকেশন নীচে উপস্থাপন করা হয়েছে।

সংখ্যার ফ্যাক্টরিংয়ের জন্য শোরের অ্যালগরিদম:

বর্তমানে, প্রাথমিক সংখ্যার সাথে পূর্ণসংখ্যার ফ্যাক্টরিং করা অস্তিত্বের অন্যতম বৃহৎ গণনামূলক চ্যালেঞ্জ। সর্বাধিক পরিচিত ফ্যাক্টেরাইজেশন অ্যালগরিদমগুলি কোনও গ্রহণযোগ্য সময়ে সমস্যার সমাধান করে না, তাদের (ও (ই ^ (একটি * লগ (ক))) এর দক্ষতা রয়েছে, সংখ্যার সাথে n আকার এবং শেষ ব্যবহারিক ফলাফল 200 পরিসংখ্যানের সংখ্যা নির্ধারণের জন্য অনুমিত 18 মাসের গণনা ("কম্পিউটিং টাইম" এর 50 বছরের মধ্যে) প্রাপ্ত।

এটি এনক্রিপশন ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হয়, যাতে কীগুলি তৈরি করতে বিপুল সংখ্যক ডিক্রিপ্ট হওয়া যায় তা জেনে জড়িত।

এই ক্ষেত্রে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং শরসের কোয়ান্টাম অ্যালগোরিদম সরবরাহ করে আমাদের দুর্দান্ত ফলাফলের প্রতিশ্রুতি দেয়, যা একটি সংখ্যার প্রাথমিক উপাদানগুলি সুনির্দিষ্ট কার্যের সময়সীমা সন্ধানের সমস্যায় রূপান্তরিত করে এবং তারপরে সুবিধাগুলি ব্যবহার করে makes কোয়ান্টাম গণনার পরিমাণ একবারে তার সমস্ত বিন্দুতে ফাংশনটি মূল্যায়নের জন্য, কার্যকারিতাটির সময়কাল প্রায় নিশ্চিতভাবেই খুঁজে পাওয়া এবং (0 (লগ () n)〗 ^ 3 এর কার্যকারিতা পৌঁছানো পর্যন্ত গণনার সময় একটি সঞ্চয় অর্জন)))।

এটি সহজেই দেখা যায় যে ধ্রুপদী অ্যালগরিদম এবং কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমের মধ্যে এই ক্ষেত্রে লাভ কীভাবে এক অস্বাভাবিক পার্থক্য।

একটি অগোছালো সেট অনুসন্ধানের জন্য গ্রোভার অ্যালগরিদম:

একটি বিশৃঙ্খল সেটগুলির উপরে কোনও উপাদান সন্ধানের জন্য গ্রোভারের অ্যালগরিদমের কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমের সুবিধার জন্য আমরা আরও একটি উদাহরণ খুঁজে পেতে পারি।

ধ্রুপদীভাবে, আকার এন এর একটি বিশৃঙ্খল সেটটিতে অনুসন্ধানের দক্ষতা অবশ্যই, ও (এন)। গ্রোভারের অ্যালগরিদম এই সময়কে ও ()n) উন্নত করতে পরিচালিত করে।

পূর্ববর্তী ক্ষেত্রে যেমন লাভটি ততটা চিত্তাকর্ষক বলে মনে হচ্ছে না, তবে অ্যাপ্লিকেশনগুলি আরও বেশি গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি সম্ভাব্য সমাধানের সেটগুলিতে একটি সম্পূর্ণ অনুসন্ধানের উপর ভিত্তি করে আংশিক বা সম্পূর্ণ ভিত্তিক কোনও অ্যালগরিদমকে ত্বরান্বিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

শোর বনাম আলগ। সর্বোত্তম

বিজ্ঞানীরা

হাইপার কম্পিউটার (ট্যুরিংয়ের বাইরে)।

পল বেনিফ, রিচার্ড ফেনম্যান, ডেভিড ডয়চ, লভ গ্রোভ, সিথ লয়েড, মিশিগো কাকু প্রমুখ।

Quant. কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের সুবিধা

A modo de resumen, las ventajas que aporta la computación cuantica son la aplicación masiva de aplicaciones en paralelo y la capacidad de aportar nuevas soluciones a problemas que no son abarcables por la computación cuantica debido a su elevado coste computacional.

Sin embargo, y a pesar de las ventajas expuestas anteriormente, un ordenador cuántico solo será eficiente para un rango de tareas determinado. Esto implica que habrá ciertas funciones en las que no será una ventaja utilizar la tecnología cuantica frente a la computación clásica actual.

6.1 Problemas de la computación cuantica

Uno de los obstáculos principales para la computación cuantica es el problema de la de coherencia cuantica, que causa la pérdida del carácter unitario de los pasos del algoritmo cuántico.

Otro de los problemas principales es la escalabilidad, especialmente teniendo en cuenta el considerable incremento en qubits necesarios para cualquier cálculo que implica la corrección de errores. Para ninguno de los sistemas actualmente propuestos es trivial un diseño capaz de manejar un número lo bastante alto de qubits para resolver problemas computacionalmente interesantes hoy en día.

7. Hardware para computación cuantica

Aun no se ha resuelto el problema de que hardware seria el ideal para la computación cuantica se ha definido una serie de condiciones que debe cumplir, conocida como la lista de Di Vinzenzo y hay varios candidatos actualmente.

Condiciones a cumplir.

El sistema ha de poder inicializarse, esto es, llevarse a un estado de partida conocido y controlado.

Ha de ser posibles manipulaciones a los qubits de forma controlada, con un conjunto de operaciones que forme un conjunto universal de puertas lógicas.

El sistema ha de mantener su coherencia cuantica a lo largo del experimento.

Ha de poder leerse el estado final del sistema, tras el cálculo.

El sistema ha de ser escalable: tiene que haber una forma definida de aumentar el número de qubits, para tratar con problemas de mayor coste computacional.

7.1 Transmisión de datos y procesadores

Científicos de los laboratorios Max Planck y Niels Bohr publicaron, en noviembre de 2005, en la revista Nature, resultados sobre la transmisión cuantica, usando la luz como vehículo, a distancias de 100 kilómetros. Los resultados dan niveles de éxito en las transmisiones del 70 %, lo que representa un nivel de calidad que permite utilizar protocolos de transmisión con auto corrección.

Actualmente se trabaja en el diseño de repetidores que permitirían transmitir información a distancias mayores a las ya alcanzadas.

En 2004, científicos del instituto de Física aplicada de la universidad de Bonn publicaron resultados sobre un registro cuántico experimental. Para ello utilizaron átomos neutros que almacenan la información cuantica, por lo que son llamados qubits por analogía con los bits. Su objetivo actual es construir una puerta cuantica, con lo cual se tendrían los elementos básicos que constituyen los procesadores que son el corazón de las computadoras actuales. Cabe destacar que un chip de tecnología VLSI contiene actualmente más de cien mil puertas de manera que su uso práctico todavía se presenta en un horizonte lejano

8. Tipos de computación

– Computación clásica- ley de Moore.– Computación molecular (nano tecnología).-Más allá de las leyes física clásica. 2020 fin- almacenamiento 3D algunos años más.-Computación cuantica: algoritmos

9. Conclusión

Fin de la computación clásicaDificultades de la computación cuanticaÁmbito de investigación.Posibles problemas para criptografía.

10. Referencias

Baila Martínez, S. (2005). Computación Cuantica. http://www.sargue.netAlejo Plana, M.A. (2001). El ordenador cuántico. http://www.um.es/docencia/campoyl/cuantico.PDFSalas Peralta,P.J.(2006). Corrección de errores en ordenadores cuánticos. Revista española de física (Enero- Marzo, 2006).http://www.babab.com/no12/ordenadores.htmhttps://www.youtube.com/watch¿v=sXyCHdEbmcMhttp://www.microsiervos.com/archivos/ordenadores/ordenador-cuantico-apagado.htmlhttp://www.microsiervos.com/archivos/ordenadores/computacion-cuantica.htmlhttp://www.sociedadelainformacion.com/física/ordenadorescuanticos.htmhttp://www.amazings.com/ciencia/noticias/041102ª.html