Πρόσφατα, σε προηγούμενο και πρόσφατο άρθρο του DesdeLinux που ονομάζεται "Η Microsoft κυκλοφορεί τον μεταγλωττιστή Q # και τους κβαντικούς προσομοιωτές»Μιλήσαμε λίγο για το«Κβαντικός υπολογισμός«. Αλλά Τι είναι το Quantum Computing; Τι οφέλη και προόδους φέρνει; Τι είδους υλικό και λογισμικό χρησιμοποιείτε; και το πιο σημαντικό για εμάς: Υπάρχουν προκαταβολές ή συνεισφορές Ελεύθερου Λογισμικού στον τομέα της Quantum Computing;
Σε αυτήν την έκδοση θα εξετάσουμε εν συντομία όλες αυτές τις ερωτήσεις έτσι ώστε όπως και με άλλες νέες τεχνολογίες, όπως η υπερυπολογιστική, η τεχνητή νοημοσύνη, τα μεγάλα δεδομένα, το blockchain, η τεχνολογία 5G, μεταξύ άλλων, μπορούμε να μάθουμε, να εμβαθύνουμε και να αξιοποιήσουμε τη γνώση Για αυτούς.
Κβαντικός υπολογισμός Είναι για τις μεγάλες ιδιωτικές εταιρείες και τις παγκόσμιες δυνάμεις μια από τις κύριες τεχνολογίες που θα αλλάξουν τους "κανόνες του παιχνιδιού" του κόσμου όπως τον γνωρίζουμε. Δηλαδή, θα είναι μια από τις επόμενες μεγάλες καινοτομίες στον τομέα της πληροφορικής κατά τη διάρκεια αυτού του αιώνα, παρά το απαγορευτικό κόστος και την έλλειψη προσβασιμότητας σε αυτό.
Προς το παρόν, ερευνητές, ακαδημαϊκά ιδρύματα, ιδιωτικοί οργανισμοί και κυβερνήσεις εργάζονται και επενδύουν σημαντικά ποσά τεχνολογικών και οικονομικών πόρων να χρησιμοποιούν αποτελεσματικά και αποδοτικά την κβαντική φυσική σε νέους υπολογιστές για να εκτελούν υπολογισμούς πολύ πιο γρήγορα από ό, τι με τους παραδοσιακούς υπολογιστές.
Κβαντικός υπολογισμός
Τι είναι η κβαντική υπολογιστική;
Η Quantum Computing είναι αυτή που εκμεταλλεύεται τα αναμενόμενα κβαντικά χαρακτηριστικά των σωματιδίων, ειδικά αλληλεπικάλυψη και εμπλοκή, για την εκτέλεση διαδικασιών και την εκτέλεση υπολογισμών με απίστευτες ταχύτητες σε σχέση με τα παραδοσιακά συστήματα. Είναι ακόμα μια αναπτυσσόμενη τεχνολογία της οποίας η άνθηση βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη.
Μαζί με την εφαρμογή των νόμων της κβαντικής μηχανικής για την επεξεργασία πληροφοριών για την επίτευξη υψηλότερων ταχυτήτων, επίσης έχετε την ικανότητα να επιλύσετε δύσκολα προβλήματα που δεν φτάνει ο παραδοσιακός υπολογιστής. Και τέλος, οι υπολογιστές που χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνολογία αποθηκεύουν πολύ περισσότερες πληροφορίες από τις κλασικές, δηλαδή, έχουν τη δυνατότητα να επεξεργάζονται (επεξεργάζονται) μεγάλες ποσότητες υπολογισμών, εκτελώντας το παράλληλα και σε δευτερόλεπτα.
Πώς λειτουργούν οι κβαντικοί υπολογιστές;
Οι τρέχοντες και οι κλασικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν μια ακολουθία δυαδικών δυαδικών ψηφίων. Κάθε bit που χρησιμοποιείται είναι πάντα σε μία από τις δύο οριστικές γνωστές καταστάσεις, μηδέν (0) ή μία (1). Αυτά λειτουργούν ως διακόπτες ενεργοποίησης και απενεργοποίησης για τον έλεγχο των λειτουργιών του υπολογιστή.
Σε αντίθεση, ένας κβαντικός υπολογιστής χρησιμοποιεί κβαντικά bits ή qubits. Ποιο, καθένα από αυτά μπορεί να αντιπροσωπεύει ταυτόχρονα μηδέν (0) και ένα (1). Αυτό επιτρέπει ότι μπορούν να υποστηρίξουν μονάδες δεδομένων που ταυτόχρονα μπορούν να υπάρχουν σε περισσότερες από μία καταστάσεις. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι ένας υπάρχων περιορισμός στους τρέχοντες υπολογιστές της εποχής των παραδοσιακών υπολογιστών που χρησιμοποιούν το δυαδικό σύστημα.
Πώς είναι το κβαντικό υλικό;
Οι κβαντικοί υπολογιστές δεν μπορούν να επαναχρησιμοποιήσουν σχεδόν κανένα από τα HW που χρησιμοποιούνται σήμερα σε κλασικούς υπολογιστές. Δεδομένου ότι αυτά επικεντρώνονται κυρίως στη ροή ηλεκτρονίων μέσω καλωδίων υπεραγωγής που ψύχονται σε ακραίες θερμοκρασίες. Επομένως, η ψύξη τους απαιτεί έναν συνδυασμό υπερψυκτικών αερίων, όπως το ήλιο-3, το οποίο είναι ένα ισότοπο ηλίου που είναι εξαιρετικά δύσκολο να ληφθεί.
Οι κβαντικοί υπολογιστές κατασκευάζονται προς το παρόν βάσει αυτής της αρχής της κρυογονικής ή της υπερψύξηςΩστόσο, η πρόοδος συνεχίζεται σε πιο προηγμένες και φουτουριστικές εναλλακτικές λύσεις, όπως συστήματα που βασίζονται σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία και έλεγχο λέιζερ που θα μπορούσαν να λύσουν την έλλειψη συστατικών που υποφέρει η πειθαρχία.
Επίσης χώρες αρέσουν ΗΠΑ, μέσω εταιρειών όπως η IBM, η Google και η Microsoft, έχει προχωρήσει πολύ στην ανάπτυξη των δικών του κβαντικών υπολογιστών. Και η Κίνα, μέσω εταιρειών όπως η Alibaba και η Baidu, δεν είναι πολύ πίσω. Η Ρωσία και η Ευρώπη βρίσκονται ακόμη σε σχέδια Ε & Α.
Ποιο κβαντικό λογισμικό υπάρχει σήμερα;
Σε εμπορικό επίπεδο, το "Quantum Dev Kit" (Quantum Development Kit) από τη Microsoft, η οποία είναι ιδιόκτητο και κλειστό λογισμικό. Μπορείτε επίσης να αποκτήσετε πρόσβαση μέσω του Microsoft Quantum Network, το οποίο δεν είναι τίποτα περισσότερο από ένα δίκτυο που σχηματίζεται από έναν συνασπισμό εταίρων MS για την επίτευξη ανταλλαγής γνώσεων και συνεργασίας με τους μεγαλύτερους καινοτόμους στον κβαντικό υπολογιστικό υπολογιστή.
Άλλο κβαντικό λογισμικό από ιδιωτικές εταιρείες, αλλά κυκλοφόρησε ως Ελεύθερο Λογισμικό, είναι QUISKIT (Quantum Information Science Science Kit). Το QUISKIT είναι ένα έργο Ελεύθερου Λογισμικού με άδεια χρήσης Apache που δημιουργήθηκε από την IBM. Το QISKIT επιτρέπει μια προγραμματική αλληλεπίδραση με τον κβαντικό επεξεργαστή και τους προσομοιωτές IBM χρησιμοποιώντας κώδικα Python που αλληλεπιδρά με το κβαντικό σύστημα μέσω μιας ενδιάμεσης γλώσσας αναπαράστασης που ονομάζεται OPENQASM.
Αυτό το κβαντικό Ελεύθερο Λογισμικό που ονομάζεται QUISKIT γεννήθηκε το 2017, όταν η IBM μετέτρεψε το έργο που ξεκίνησε το 2016, κάλεσε "Κβαντική εμπειρία», Μέσω του οποίου έκανε έναν κβαντικό επεξεργαστή 5-qubit διαθέσιμο σε όλους μέσω του cloud του.
Προς το παρόν το QUISKIT αποτελείται από:
- API: Ένα περιτύλιγμα Python στο Quantum Experience HTTP API που σας επιτρέπει να συνδέσετε και να εκτελέσετε κώδικα OPENQASM.
- SDK: Ένα κιτ ανάπτυξης για τη δημιουργία κυκλωμάτων και που επιτρέπει τη χρήση του API QISKIT για πρόσβαση στο υλικό της Quantum Experience και των προσομοιωτών.
- γλώσσα: Ένα σύνολο προδιαγραφών, παραδειγμάτων, τεκμηρίωσης και εργαλείων για την ενδιάμεση αναπαράσταση του OPENQASM.
Υπάρχουν πιθανώς πολύ πιο γνωστά, αλλά προς το παρόν Το QUISKIT ορίζει το πρότυπο σε κβαντικό επίπεδο Ελεύθερου Λογισμικού. Και ότι έχει API στο Python Θα επιτρέψει στους προγραμματιστές σε όλο τον κόσμο, ειδικά εκείνους στο πεδίο Ελεύθερου Λογισμικού, να αρχίσουν να πειραματίζονται και να συνεργάζονται με τον κβαντικό επεξεργαστή που είναι διαθέσιμος στο cloud τους.
Συμπέρασμα
Η κβαντική πληροφορική σήμερα είναι μια εξαιρετική ευκαιρία έρευνας και ανάπτυξης (Ε & Α) τόσο για ανθρώπους (μαθηματικοί, φυσικοί, επιστήμονες υπολογιστών και εμπειρογνώμονες) όσο και για δημόσιους και ιδιωτικούς οργανισμούς, στον τομέα της επιστήμης των υπολογιστών. Παρόλο που βρίσκεται στα σπάργανα, αυτός ο νέος κλάδος της γνώσης και της τεχνολογίας θα δει τις δυνατότητές του να ξετυλίγονται τα επόμενα χρόνια. αν και για να το δούμε στους επιτραπέζιους υπολογιστές μας θα χρειαστούν πολλά ακόμη χρόνια μετά την εμπορική του ανάπτυξη.
Αλλά σίγουρα στον τομέα της ανάπτυξης κβαντικού λογισμικού τόσο ιδιωτικό όσο και δωρεάν θα προχωρήσουν σίγουρα πολύ πιο γρήγορα, και σίγουρα το Ελεύθερο Λογισμικό θα επωφεληθεί σε αυτόν τον νέο τομέα.
Με εμπλοκή, εννοείς εμπλοκή;
Ναι ακριβώς.
Υπέροχο αυτό που έρχεται! Το είχα ήδη διαβάσει και είναι συναρπαστικό. Το εξηγείς πολύ καλά.
Σας ευχαριστώ πολύ για το σχόλιο και την υποστήριξή σας για τις δημοσιεύσεις.