Quantum computing hutumia mechanics ya quantum kuchakata kiasi kikubwa cha taarifa kwa kasi ya juu ajabu. Inachukua dakika chache hadi saa kadhaa kwa kompyuta ya quantum kutatua tatizo ambalo kompyuta ya mezani ingechukua miaka au miongo kadhaa kutatua.
Quantum computing inaweka jukwaa kwa kizazi kipya cha kompyuta kubwa. Kompyuta hizi za quantum zinatarajiwa kuwa bora zaidi kuliko teknolojia iliyopo katika maeneo kama vile uundaji wa miundo, vifaa, uchanganuzi wa mitindo, usimbaji fiche na akili bandia.
Quantum Computing Imefafanuliwa
Wazo la quantum computing lilifikiriwa kwa mara ya kwanza mwanzoni mwa miaka ya 1980 na Richard Feynman na Yuri Manin. Feynman na Manin waliamini kwamba kompyuta ya quantum inaweza kuiga data kwa njia ambazo kompyuta ya mezani haiwezi. Haikuwa hadi mwishoni mwa miaka ya 1990 ambapo watafiti walitengeneza kompyuta za kwanza za quantum.
Kompyuta ya Quantum hutumia mechanics ya quantum, kama vile uwekaji wa juu na msokoto, kufanya hesabu. Quantum mechanics ni tawi la fizikia ambalo huchunguza vitu ambavyo ni vidogo sana, vilivyotengwa, au baridi.
Kitengo cha msingi cha kuchakata cha kompyuta ya kiasi ni biti za quantum au qubits. Qubits huundwa katika kompyuta ya quantum kwa kutumia sifa za kiufundi za quantum za atomi moja, chembe ndogo za atomiki, au saketi za umeme zinazopitisha nguvu zaidi.
Qubiti ni sawa na biti zinazotumiwa na kompyuta za mezani kwa kuwa qubits zinaweza kuwa katika hali ya quantum 1 au 0. Qubits hutofautiana kwa kuwa zinaweza pia kuwa katika nafasi kuu ya hali 1 na 0, kumaanisha kuwa qubits zinaweza kuwakilisha 1 na 0 kwa wakati mmoja.
Wakati qubits ziko katika nafasi ya juu, hali mbili za quantum huongezwa pamoja na kusababisha hali nyingine ya quantum. Superposition inamaanisha kuwa hesabu nyingi huchakatwa kwa wakati mmoja. Kwa hivyo, qubits mbili zinaweza kuwakilisha nambari nne kwa wakati mmoja. Kompyuta za kawaida huchakata biti katika mojawapo ya hali mbili zinazowezekana, 1 au 0, na hesabu huchakatwa moja kwa wakati mmoja.
Kompyuta za Quantum pia hutumia msongamano ili kuchakata qubits. Kubiti inaponaswa, hali ya qubiti hiyo inategemea hali ya qubit nyingine ili qubit moja idhihirishe hali ya jozi yake isiyozingatiwa.
Kichakataji cha Quantum Ndio Kiini cha Kompyuta
Kuunda qubits ni kazi ngumu. Inachukua mazingira yaliyogandishwa ili kudumisha qubit kwa urefu wowote wa muda. Nyenzo za upitishaji wa juu zinazohitajika ili kuunda qubit lazima zipozwe hadi sufuri kabisa (takriban minus 272 Celsius). qubits pia lazima zilindwe dhidi ya kelele ya chinichini ili kupunguza hitilafu katika hesabu.
Ndani ya kompyuta ya quantum inaonekana kama kinara maridadi cha dhahabu. Na, ndiyo, inafanywa kwa dhahabu halisi. Ni jokofu la kuyeyusha maji ambalo hupoza chipsi za quantum ili kompyuta iweze kuunda nafasi za juu zaidi na kukumbatia qubits bila kupoteza taarifa yoyote.
Kompyuta ya quantum hufanya qubits hizi kutoka kwa nyenzo yoyote inayoonyesha sifa za kiufundi za quantum ambazo zinaweza kudhibitiwa. Miradi ya kompyuta ya quantum huunda qubits kwa njia tofauti, kama vile waya za kupitisha zinazozunguka, elektroni zinazozunguka, na ioni za kunasa au mipigo ya fotoni. Vipunguzo hivi vinapatikana tu katika halijoto ndogo ya kuganda iliyotengenezwa kwenye jokofu la kuyeyusha.
Lugha ya Kupanga Kompyuta ya Quantum
Algoriti za Quantum huchanganua data na kutoa miigo kulingana na data. Algorithms hizi zimeandikwa katika lugha ya programu inayolenga quantum. Lugha kadhaa za quantum zimetengenezwa na watafiti na makampuni ya teknolojia.
Hizi ni baadhi ya lugha chache za upangaji programu za quantum:
- QISKit: Kifurushi cha Programu cha Taarifa cha Quantum kutoka IBM ni maktaba kamili ya kuandika, kuiga na kuendesha programu za wingi.
- Q: Lugha ya utayarishaji iliyojumuishwa kwenye Kifurushi cha Ukuzaji cha Microsoft Quantum. Seti ya usanidi inajumuisha kiigaji cha kiasi na maktaba za algorithm.
- Cirq: Lugha ya quantum iliyotengenezwa na Google ambayo hutumia maktaba ya chatu kuandika saketi na kuendesha saketi hizi katika kompyuta na viigaji vya wingi.
- Msitu: Mazingira ya msanidi iliyoundwa na Rigetti Computing ambayo huandika na kuendesha programu za kiasi.
Matumizi ya Quantum Computing
Kompyuta halisi za quantum zimeanza kupatikana katika miaka michache iliyopita, na ni kampuni chache tu kubwa za teknolojia ndizo zilizo na kompyuta ya quantum. Baadhi ya makampuni haya ya teknolojia ni pamoja na Google, IBM, Intel, na Microsoft. Viongozi hawa wa teknolojia wanafanya kazi na watengenezaji, makampuni ya huduma za kifedha na makampuni ya kibayoteki kutatua matatizo mbalimbali.
Upatikanaji wa huduma za kompyuta nyingi na maendeleo katika uwezo wa kompyuta huwapa watafiti na wanasayansi zana mpya za kutafuta suluhu kwa matatizo ambayo hayakuwezekana kutatuliwa hapo awali. Kompyuta ya Quantum imepunguza kiasi cha muda na rasilimali inachukua kuchanganua kiasi cha ajabu cha data, kuunda simulizi kuhusu data hiyo, kubuni suluhu na kuunda teknolojia mpya zinazorekebisha matatizo.
Biashara na tasnia hutumia kompyuta ya kiwango cha juu kugundua njia mpya za kufanya biashara. Hii hapa ni baadhi ya miradi ya quantum computing ambayo inaweza kunufaisha biashara na jamii:
- Sekta ya anga hutumia kompyuta ya kiwango cha juu kuchunguza njia bora za kudhibiti trafiki ya anga.
- Kampuni za kifedha na uwekezaji zinatarajia kutumia quantum computing kuchanganua hatari na kurudi kwa uwekezaji wa kifedha, kuboresha mikakati ya kwingineko, na kusuluhisha mabadiliko ya kifedha.
- Watengenezaji wanatumia kompyuta ya wingi ili kuboresha misururu yao ya ugavi, kuunda ufanisi katika michakato yao ya utengenezaji na kuunda bidhaa mpya.
- Kampuni za kibayoteki zinachunguza njia za kuharakisha ugunduzi wa dawa mpya.
Tafuta Kompyuta ya Quantum na Ufanye Majaribio ya kutumia Quantum Computing
Baadhi ya wanasayansi wa kompyuta hubuni mbinu za kuiga kompyuta ya kiasi kwenye kompyuta ya mezani.
Kampuni nyingi kubwa zaidi za teknolojia duniani hutoa huduma za kiasi. Zinapooanishwa na kompyuta za mezani na mifumo, huduma hizi za quantum huunda mazingira ambapo usindikaji wa quantum-na kompyuta za mezani-hutatua matatizo changamano.
- IBM inatoa mazingira ya IBM Q uwezo wa kufikia kompyuta kadhaa za kiasi halisi na uigaji unayoweza kutumia kupitia wingu.
- Alibaba Cloud inatoa jukwaa la kompyuta la kompyuta ambapo unaweza kuendesha na kujaribu misimbo ya quantum iliyoundwa maalum.
- Microsoft inatoa seti ya ukuzaji kiasi ambayo inajumuisha lugha ya programu ya Q, viigaji vya wingi na maktaba za ukuzaji za msimbo ulio tayari kutumika.
- Rigetti ana mfumo wa quantum-first cloud ambao uko katika beta kwa sasa. Mfumo wao umesanidiwa mapema kwa SDK yao ya Msitu.
Quantum Computing News Katika Wakati Ujao
Ndoto ni kwamba kompyuta za quantum zitasuluhisha matatizo makubwa kwa sasa na magumu mno kutatuliwa kwa maunzi ya kawaida-hasa kwa muundo wa mazingira na kuzuia magonjwa.
Kompyuta za mezani hazina nafasi ya kufanya hesabu hizi changamano na kufanya uchanganuzi huu wa data wa ajabu. Kompyuta ya Quantum inachukua mkusanyiko mkubwa zaidi wa data na kuchakata maelezo haya katika muda ambao ingechukua kwenye kompyuta ya mezani. Data ambayo inaweza kuchukua kompyuta ya mezani miaka kadhaa kuchakatwa na kuchanganua huchukua siku chache kwa kompyuta ya quantum.
Quantum computing bado iko changa, lakini ina uwezo wa kutatua matatizo changamano zaidi ya dunia kwa kasi ya mwanga. Ni nadhani ya mtu yeyote kuhusu jinsi kompyuta ya quantum itakua na upatikanaji wa kompyuta nyingi.
