Kuantum Hesaplama: Özgür Yazılım Hesaplamanın Geleceği

Yakın zamanda, önceki ve yeni bir makalede DesdeLinux aranan "Microsoft, Q # derleyicisini ve kuantum simülatörlerini yayınladı»Biraz bahsettik«Kuantum hesaplama«. Fakat Kuantum Hesaplama nedir ve ne gibi faydalar ve ilerlemeler sağlar? Ne tür Donanım ve Yazılım kullanıyorsunuz? ve bizim için en önemlisi: Kuantum Hesaplama alanında Özgür Yazılımın gelişmeleri veya katkıları var mı?

Bu yayında tüm bu soruları kısaca ele alacağız, böylece Süper hesaplama, yapay zeka, büyük veri, blok zinciri, 5G teknolojisi gibi diğer yeni teknolojilerde olduğu gibi, bilgiyi bilmeye, derinleştirmeye ve benimsemeye gidebiliriz onlar hakkında.

Kuantum hesaplama büyük özel şirketler ve dünya güçleri için bildiğimiz dünyanın "oyunun kurallarını" değiştirecek ana teknolojilerden biridir. Demek ki, bu yüzyılda bilgi işlem alanında bir sonraki büyük yeniliklerden biri olacak, yasaklayıcı maliyete ve erişilebilirlik olmamasına rağmen.

Şimdilik, araştırmacılar, akademik kurumlar, özel kuruluşlar ve hükümetler çalışıyor ve önemli miktarda teknolojik ve finansal kaynak yatırıyor hesaplamaları geleneksel bilgi işlem bilgisayarlarından çok daha hızlı gerçekleştirmek için yeni bilgisayarlarda kuantum fiziğini etkili ve verimli bir şekilde kullanmak.

Kuantum hesaplama

Kuantum hesaplama nedir?

Kuantum Hesaplama, parçacıkların beklenen kuantum özelliklerinden yararlanan bir hesaplamadır., geleneksel sistemlere göre inanılmaz hızlarda süreçleri çalıştırmak ve hesaplamalar yapmak için özellikle örtüşme ve dolanma. Hala gelişmekte olan ve tüm hızıyla gelişen bir teknolojidir.

Daha yüksek hızlara ulaşmak için bilgileri işlemek için kuantum mekaniği yasalarını uygulamanın yanı sıra, geleneksel bilgi işlemin ulaşamadığı zor sorunları çözme becerisine sahip olursunuz. Son olarak, bu teknolojiyi kullanan bilgisayarlar klasik bilgisayarlardan çok daha fazla bilgi depolar, yani büyük miktarlarda hesaplama yapma (işleme) potansiyeline sahipparalel olarak ve saniyeler içinde çalıştırarak.

Kuantum bilgisayarlar nasıl çalışır?

Mevcut ve klasik bilgisayarlar bir dizi ikili bit kullanır. Kullanılan her bit her zaman iki tanımlı bilinen durumdan birindedir, sıfır (0) veya bir (1). Bunlar, bilgisayarın işlevlerini kontrol etmek için açma ve kapama düğmeleri olarak işlev görür.

Aksine, bir kuantum bilgisayar, kuantum bitleri veya kübitleri kullanır. Her biri aynı anda hem sıfır (0) hem de bir (1) temsil edebilir. Bu, bunların aynı anda birden fazla durumda bulunabilen veri birimlerini desteklemesine izin verir. Bu özellik, ikili sistemi kullanan geleneksel bilgisayar çağının mevcut bilgisayarlarında var olan bir sınırlamadır.

Kuantum donanımı nasıldır?

Kuantum bilgisayarlar, şu anda klasik bilgisayarlarda kullanılan donanımların neredeyse hiçbirini yeniden kullanamaz. Bunlar esas olarak aşırı sıcaklıklara soğutulmuş süper iletken teller yoluyla elektron akışına odaklandıkları için. Bu nedenle, soğutulmaları süper soğuk gazların bir kombinasyonunu gerektirir, elde edilmesi çok zor olan bir helyum izotopu olan helyum-3 gibi.

Kuantum bilgisayarlar şimdilik bu kriyojenik veya süper soğutma prensibi altında inşa edilmiştir.Ancak, elektromanyetik alanlara dayalı sistemler ve disiplinin maruz kaldığı bileşen eksikliğini çözebilecek lazer kontrolü gibi daha gelişmiş ve fütüristik alternatiflerde ilerleme devam ediyor.

Ayrıca ülkeler gibi ABD, IBM, Google ve Microsoft gibi şirketler aracılığıyla, kendi kuantum bilgisayarlarının geliştirilmesinde oldukça ilerlemiştir. Ve Çin, Alibaba ve Baidu gibi şirketler aracılığıyla, çok geride değil. Rusya ve Avrupa hala Ar-Ge planları içindedir.

Bugün hangi kuantum yazılımı var?

Ticari düzeyde, "Kuantum Geliştirme Kiti" (Kuantum Geliştirme Kiti) tescilli ve kapalı bir yazılım olan Microsoft'tan. Ayrıca, Microsoft Quantum Ağı, Bu, kuantum hesaplamadaki en büyük yenilikçilerle bilgi paylaşımı ve işbirliği sağlamak için MS ortaklarından oluşan bir koalisyon tarafından oluşturulan bir ağdan başka bir şey değildir.

Özel şirketlerin diğer kuantum yazılımları, ancak Özgür Yazılım olarak piyasaya sürüldü. QUISKIT (Kuantum Bilgi Bilimi Kiti). QUISKIT, IBM tarafından oluşturulan bir Apache Lisanslı Özgür Yazılım projesidir. QISKIT, kuantum işlemcisi ve IBM simülatörleri ile kuantum sistemiyle OPENQASM adı verilen bir ara temsil dili aracılığıyla etkileşime giren Python kodunu kullanarak programlı bir etkileşime izin verir.

QUISKIT adlı bu kuantum Özgür Yazılım, 2017'de doğduIBM 2016'da başlattığı projesini dönüştürdüğünde, "Kuantum Deneyimi”, 5 kübitlik bir kuantum işlemciyi kendi bulutu üzerinden herkesin kullanımına sundu.

Şimdilik QUISKIT şu anda şunlardan oluşmaktadır:

• API: Quantum Experience HTTP API üzerinde kod bağlamanıza ve çalıştırmanıza olanak tanıyan bir Python sarmalayıcısı AÇIKLAMA.
• SDK: Devrelerin oluşturulması için bir geliştirme kiti ve QISKIT API'nin Quantum Experience donanımına ve simülatörlere erişim için kullanılmasına izin verir.
• dil: OPENQASM'ın ara sunumu için bir dizi spesifikasyon, örnek, belge ve araç.

Muhtemelen daha az bilinen çok daha fazlası vardır, ancak şu anda QUISKIT, standardı kuantum Özgür Yazılım düzeyinde belirler. Ve bir Python'da API dünyanın dört bir yanındaki programcıların, özellikle de Özgür Yazılım alanında çalışanların, bulutlarında bulunan kuantum işlemciyi denemeye ve onlarla çalışmaya başlamasına olanak tanıyacak.

Sonuç

Kuantum hesaplama bugün mükemmel bir araştırma ve geliştirme (Ar-Ge) fırsatıdır bilgisayar bilimi alanında hem insanlar (matematikçiler, fizikçiler, bilgisayar bilimcileri ve uzmanlar) hem de kamu ve özel kuruluşlar için. Şu anda emekleme döneminde olmasına rağmen, bu yeni bilgi ve teknoloji dalı, önümüzdeki yıllarda potansiyelinin ortaya çıktığını görecektir. masaüstü bilgisayarlarımızda görebilmemiz ticari gelişiminden sonra daha uzun yıllar alacaktır.

Ama kesinlikle Quantum Yazılım Geliştirme alanında hem özel hem de özgür kesinlikle çok daha hızlı ilerleyecektir ve Elbette Özgür Yazılım bu yeni alanda avantaj sağlayacaktır.