Informatikë kuantike: E ardhmja e informatikës së softuerit të lirë

Së fundmi, në një artikull të mëparshëm dhe të fundit nga DesdeLinux i quajtur «Microsoft lëshon përpiluesin e tij Q # dhe simuluesit kuantikë»Ne biseduam pak për«Llogaritja kuantike« Por Çfarë është llogaritja kuantike? Çfarë përfitimesh dhe përparimesh sjell ajo? Çfarë lloj Hardware dhe Softuer përdorni? dhe më e rëndësishmja për ne: A ka përparime apo kontribute të Softuerit të Lirë në fushën e Llogaritjes Kuantike?

Në këtë botim do të trajtojmë shkurtimisht të gjitha këto pyetje në mënyrë që si me teknologjitë e tjera të reja, të tilla si superkompjuteria, inteligjenca artificiale, të dhënat e mëdha, bllok-zinxhiri, teknologjia 5G, ndër të tjera, ne mund të shkojmë duke njohur, thelluar dhe përvetësuar njohuritë për ata.

Llogaritja kuantike është për korporatat e mëdha private dhe fuqitë botërore një nga teknologjitë kryesore që do të ndryshojë "rregullat e lojës" të botës siç e njohim ne. Kjo do të thotë, do të jetë një nga risitë e ardhshme të mëdha në fushën e informatikës gjatë këtij shekulli, përkundër kostos ndaluese dhe mungesës së aksesit të tij.

Tani për tani, studiuesit, institucionet akademike, organizatat private dhe qeveritë punojnë dhe investojnë sasi të konsiderueshme të burimeve teknologjike dhe financiare për të përdorur në mënyrë efektive dhe efikase fizikën kuantike në kompjuterët e rinj për të kryer llogaritjet shumë më shpejt sesa me kompjuterët tradicionalë të llogaritjes.

Llogaritja kuantike

Çfarë është llogaritja kuantike?

Informatika kuantike është ajo që përfiton nga karakteristikat kuantike të pritshme të grimcaveveçanërisht mbivendosja dhe ngatërrimi, për të ekzekutuar procese dhe për të kryer llogaritjet me shpejtësi të jashtëzakonshme mbi sistemet tradicionale. Stillshtë akoma një teknologji në zhvillim, lulëzimi i së cilës po zhvillohet.

Si dhe duke zbatuar ligjet e mekanikës kuantike për të përpunuar informacionin për të arritur shpejtësi më të larta, ne gjithashtu ju merrni aftësinë për të zgjidhur probleme të vështira që kompjuteri tradicional nuk i arrin. Dhe së fundmi, kompjuterët që përdorin këtë teknologji ruajnë shumë më shumë informacion sesa ato klasike, domethënë, kanë potencial për të punuar (përpunuar) sasi të mëdha të llogaritjeve, duke e ekzekutuar paralelisht dhe në sekonda.

Si funksionojnë kompjuterët kuantikë?

Kompjuterët aktualë dhe klasikë përdorin një sekuencë bitësh binare. Çdo bit i përdorur është gjithmonë në njërën nga dy gjendjet definitive të njohura, zero (0) ose një (1). Këto veprojnë si ndërprerës dhe ndezës për të kontrolluar funksionet e kompjuterit.

Në të kundërt, një kompjuter kuantik përdor bit kubantë ose kubitë. Cila, secila prej tyre mund të përfaqësojë njëkohësisht një zero (0) dhe një (1). Kjo lejon që këto të mbështesin njësitë e të dhënave që në të njëjtën kohë mund të ekzistojnë në më shumë se një shtet. Kjo karakteristikë është një kufizim ekzistues në kompjuterët aktualë të epokës së llogaritjes tradicionale që përdor sistemin binar.

Si është hardueri kuantik?

Kompjuterët kuantikë nuk mund të ripërdorin pothuajse asnjë nga HW-të që përdoren aktualisht në kompjuterët klasikë. Meqenëse këto kryesisht përqendrohen në rrjedhën e elektroneve përmes telave superpërcjellës që ftohen në temperatura ekstreme. Prandaj, ftohja e tyre kërkon një kombinim të gazrave super të ftohtë, si helium-3, i cili është një izotop i heliumit që është jashtëzakonisht i vështirë për tu përftuar.

Kompjuterët kuantikë janë ndërtuar tani për tani nën këtë parim të kriogjenikës ose super-ftohjes, por progresi vazhdon në alternativa më të përparuara dhe futuristike si sistemet e bazuara në fusha elektromagnetike dhe kontrollin lazer që mund të zgjidhin mungesën e përbërësve që vuan disiplina.

Gjithashtu vende si SHBA, përmes kompanive të tilla si IBM, Google dhe Microsoft, është mjaft i avancuar në zhvillimin e kompjuterëve të vet kuantikë. Dhe Kina, përmes kompanive si Alibaba dhe Baidu, nuk është shumë mbrapa. Rusia dhe Evropa janë ende në plane R&D.

Çfarë programi kuantik ekziston sot?

Në nivelin komercial, "Quantum Dev Kit" (Kuti për Zhvillim Kuantik) nga Microsoft, i cili është softuer i pronarit dhe i mbyllur. E cila gjithashtu mund të arrihet përmes tuaj Rrjeti Kuantik i Microsoft, i cili nuk është asgjë më shumë se një rrjet i formuar nga një koalicion i partnerëve të MS për të arritur ndarjen e njohurive dhe bashkëpunimin me inovatorët më të mëdhenj në informatikën kuantike.

Softueri tjetër kuantik nga ndërmarrjet private, por i lëshuar si Free Software, është QUISKIT (Paketa e Shkencës së Informacionit Kuantik). QUISKIT është një projekt i Lirë për Apache i Programeve të Krijuar nga IBM. QISKIT lejon një ndërveprim programatik me procesorin kuantik dhe simulatorët IBM duke përdorur kodin Python që bashkëvepron me sistemin kuantik përmes një gjuhe përfaqësimi të ndërmjetme të quajtur OPENQASM.

Ky Program Kuantik i Lirë quhet QUISKIT lindi në vitin 2017, kur IBM konvertoi projektin e saj të nisur në 2016, të quajtur "Përvoja kuantike”, Përmes të cilit ai bëri të mundur një procesor kuantik me 5 qubit për të gjithë përmes cloud-it të vet.

Tani për tani QUISKIT është i përbërë nga një:

• API-të: Një mbështjellës Python në API Quantum Experience që mundëson lidhjen dhe ekzekutimin e kodit OPENQASM.
• SDK-të: Një çantë zhvillimi për gjenerimin e qarqeve dhe që lejon përdorimin e QISKIT API për të hyrë në harduerin e Përvojës Quantum dhe simulatorëve.
• gjuhë: Një grup specifikimesh, shembujsh, dokumentesh dhe mjetesh për përfaqësimin e ndërmjetëm të OPENQASM.

Ka ndoshta shumë më pak të njohur, por aktualisht QUISKIT vendos standardin në nivelin kuantik të Programit të Lirë. Dhe se ka një API në Python Kjo do të lejojë programuesit në të gjithë botën, veçanërisht ata në fushën e Softuerit të Lirë, të fillojnë të eksperimentojnë dhe të punojnë me procesorin kuantik të disponueshëm në cloud të tyre.

Përfundim

Informatika kuantike sot është një mundësi e shkëlqyeshme për kërkim dhe zhvillim (R&D) si për njerëzit (matematikanë, fizikanë, informologë dhe ekspertë) ashtu edhe për organizata publike dhe private, në fushën e shkencës kompjuterike. Megjithëse është aktualisht në fillimet e saj, kjo degë e re e dijes dhe teknologjisë do të shohë potencialin e saj të shpaloset në vitet që vijnë. megjithëse për ta parë atë në kompjuterët tanë desktop do të duhen shumë vite pas zhvillimit të tij komercial.

Por me siguri në fushën e zhvillimit të softuerit kuantik si private ashtu edhe falas me siguri do të përparojnë shumë më shpejt, dhe me siguri Softueri i Lirë do të përfitojë në këtë fushë të re.