▷ 양자 프로세서 란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

퀀텀 프로세서가 무엇인지 궁금 하고 어떻게 작동 합니까? 이 기사에서 우리는이 세상을 탐구하고 언젠가 언젠가 우리의 아름다운 RGB 섀시의 일부가 될 것이라는 이상한 점에 대해 더 많이 배우려고 노력할 것입니다.

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이생의 모든 것과 마찬가지로, 당신도 적응하거나 죽습니다. 그리고 그것은 생명체로서 수백만 년 동안이 아니라 기술로 발생하는 일이지만 정확히 몇 년 또는 몇 달 안에 발생합니다. 기술은 어지러운 속도로 발전하고 있으며 대기업은 지속적으로 전자 부품을 혁신하고 있습니다. 환경을 보호하기위한 더 많은 전력과 적은 소비가 오늘날 유행하는 전제입니다. 우리는 집적 회로의 소형화가 거의 물리적 한계에 도달하는 시점에 도달했습니다. 인텔은 유효한 무어의 법칙이 없다는 것 이상으로 5nm가 될 것이라고 말했다. 그러나 또 다른 수치는 힘을 얻습니다. 그것은 양자 프로세서 입니다. 곧 우리는 모든 이점을 설명하기 시작합니다.

IBM을 선구자로 삼아 Microsoft, Google, Intel 및 NASA와 같은 주요 회사는 이미 가장 신뢰할 수 있고 강력한 양자 프로세서를 구축 할 수있는 사람을 알아보기 위해 경쟁하고 있습니다. 그리고 그것은 가까운 미래입니다. 우리는이 양자 프로세서가 무엇인지

양자 프로세서가 필요한가요?

전류 프로세서는 트랜지스터를 기반으로합니다. 논리 게이트는 트랜지스터의 조합을 사용하여 이들을 통해 흐르는 전기 신호를 처리하도록 구성됩니다. 우리가 일련의 논리 게이트에 합류하면 프로세서를 얻게됩니다.

문제는 기본 장치 인 트랜지스터에 있습니다. 이를 최소화하면 한 곳에 더 많은 것을 배치하여 더 많은 처리 능력을 제공 할 수 있습니다. 그러나 물론이 모든 것에는 물리적 한계가 있습니다. 트랜지스터가 나노 미터 단위로 너무 작아서 내부를 순환하는 전자가 올바르게 작동하도록하는 문제가 있습니다. 이들이 채널에서 빠져 나와 트랜지스터 내의 다른 요소와 충돌하여 체인 오류가 발생할 가능성이 있습니다.

그리고 이것은 정확히 문제입니다. 우리는 현재 고전적인 트랜지스터를 사용하는 프로세서를 제조하기 위해 안전과 안정성의 한계에 도달하고 있습니다.

양자 컴퓨팅

우리가 알아야 할 첫 번째 것은 양자 컴퓨팅이란 무엇이며 설명하기 쉽지 않습니다. 이 개념은 논리 체인을 형성하기 위해 전기 임펄스의 "0"(0.5 볼트) 및 "1"(3 볼트)의 비트 또는 이진 상태를 사용하는 클래식 컴퓨팅에서 오늘날 우리가 알고있는 것과 다릅니다. 계산 가능한 정보

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양자 컴퓨팅은 부분적으로 큐 비트 또는 큐빗이라는 용어를 사용하여 실행 가능한 정보를 나타냅니다. 큐비 트는 0과 1과 같은 두 가지 상태를 포함 할뿐만 아니라 0과 1 또는 1과 0을 동시에 포함 할 수 있습니다. 즉, 이 두 상태를 동시에 가질 수 있습니다. 이것은 우리가 불연속 값 1 또는 0을 취하는 요소를 가지고 있지 않다는 것을 의미하지만, 두 상태를 모두 포함 할 수 있기 때문에 연속적인 성질을 가지고 있으며 그 안에는 다소 안정된 특정 상태가 있습니다.

큐 비트가 많을수록 더 많은 정보를 처리 할 수 ​​있습니다

두 개 이상의 국가를 보유하고 동시에 여러 국가를 보유 할 수있는 능력에는 그 힘이 있습니다. 우리는 동시에 더 적은 시간에 더 많은 계산을 수행 할 수 있습니다. 큐 비트가 많을수록 더 많은 정보를 처리 할 수 ​​있습니다. 이런 점에서 기존 CPU와 유사합니다.

양자 컴퓨터 작동 방식

이 작업은 양자 프로세서를 구성하는 입자를 제어하는 ​​양자 법칙을 기반으로합니다. 모든 입자에는 양성자와 중성자 외에 전자가 있습니다. 우리가 현미경을 가지고 전자 입자의 흐름을 보게되면, 그것들은 파도와 비슷한 행동을하는 것을 볼 수 있습니다. 파동의 특징은 그것이 소리와 같은 물질의 수송이없는 에너지의 수송이라는 것입니다. 소리는 우리가 볼 수없는 진동이지만 귀에 도달 할 때까지 공기를 통과한다는 것을 압니다.

음, 전자는 입자 또는 파동처럼 행동 할 수있는 입자이며, 이것이 상태를 겹치게하고 0과 1이 동시에 발생할 수 있습니다. 마치 물체의 그림자가 투영 된 것처럼 한 각도에서 다른 모양을 찾습니다. 이 두 가지의 결합은 물리적 대상의 형태를 형성합니다.

따라서 전기 전압을 기반으로하는 비트로 알려진 1 또는 0의 두 값 대신이 프로세서는 퀀타 (Quanta)라는 더 많은 상태에서 작동 할 수 있습니다. 퀀텀은 수량이 취할 수있는 최소값 (예: 1 볼트)을 측정 할뿐만 아니라 한 상태에서 다른 상태로 이동할 때이 매개 변수가 경험할 수있는 가장 작은 변동을 측정 할 수 있습니다 (예: 모양을 구별 할 수 있음) 두 개의 동시 그림자를 사용하여 개체의).

우리는 동시에 0, 1, 0, 1을 가질 수 있습니다. 즉, 비트가 서로 겹쳐집니다.

분명히, 우리는 동시에 0, 1 및 0과 1, 즉 서로 겹쳐진 비트를 가질 수 있습니다. 큐 비트가 많을수록 서로 더 많은 비트를 가질 수 있으며 동시에 더 많은 값을 가질 수 있습니다. 이러한 방식으로 3 비트 프로세서에서 이러한 8 개 값 중 하나를 갖지만 한 번에 하나씩 만 수행하는 작업을 수행해야합니다. 반면에 3 큐 비트 프로세서의 경우 한 번에 8 개의 상태를 취할 수있는 파티클을 갖게되며 8 개의 작업으로 동시에 작업을 수행 할 수 있습니다

우리에게 아이디어를주기 위해, 지금까지 만들어진 가장 강력한 프로세서 유닛의 용량은 현재 10 테라 플롭 또는 초당 100 억 부동 소수점 연산입니다. 30 큐 비트 프로세서는 동일한 수의 작업을 수행 할 수 있습니다. IBM에는 이미 50 비트 양자 프로세서가 있으며이 기술의 실험 단계에 있습니다. 성능이 일반 프로세서보다 훨씬 높다는 것을 알 수 있으므로 얼마나 멀리 갈 수 있는지 상상해보십시오. 퀀텀 프로세서의 큐 비트가 증가함에 따라 연산이 기하 급수적으로 수행 될 수 있습니다.

양자 프로세서를 만드는 방법

두 가지 가능성 만 갖지 않고 연속 상태로 작업 할 수있는 장치 덕분에 지금까지는 불가능했던 문제를 다시 생각할 수 있습니다. 또는보다 빠르고 효율적인 방법으로 현재 문제를 해결하십시오. 이러한 모든 가능성은 양자 기계로 열립니다.

분자의 특성을 "양자화"하려면 절대 0에 가까운 온도로 가져와야합니다.

이러한 상태를 달성하기 위해 결국 1 또는 0이 될 전기 임펄스 기반의 트랜지스터를 사용할 수 없습니다.이를 위해서는 특히 양자 물리학의 법칙을 더 자세히 살펴 봐야합니다. 우리는 입자와 분자에 의해 물리적으로 형성된이 큐 비트가 트랜지스터가하는 것과 비슷한 일을 할 수 있는지, 즉 제어 된 방식으로 그들 사이의 관계를 설정하여 그들이 원하는 정보를 제공 할 수 있도록해야합니다.

이것은 실제로 복잡하고 양자 컴퓨팅에서 극복해야 할 주제입니다. 프로세서를 구성하는 분자의 특성을 "정량화"하려면 절대 영점 (섭씨 -273.15도)에 가까운 온도로 가져와야합니다. 기계가 한 상태를 다른 상태와 구별하는 방법을 알기 위해서는 전류를 1V와 2V와 같이 다르게 만들어야합니다.1.5V의 전압을 넣으면 기계가 서로간에 있다는 것을 알 수 없습니다. 그리고 이것이 달성되어야하는 것입니다.

양자 컴퓨팅의 단점

이 기술의 주요 단점은 물질이 통과 할 수있는 서로 다른 상태를 제어하는 ​​것입니다. 동시 상태에서는 양자 알고리즘을 사용하여 안정적인 계산을 수행하기가 매우 어렵습니다. 우리는 불필요한 정원에 가지 않더라도 양자 불일치라고합니다. 우리가 이해해야 할 것은 우리가 더 많은 주를 가질 것이고 더 많은 주를 가질수록 우리는 더 많은 속도를 가질 것이지만 또한 통제하기가 더 어렵다는 것은 발생하는 물질의 변화에 ​​대한 오류 일 것입니다.

또한, 원자와 입자의 양자 상태를 지배하는 규범은 계산 과정이 진행되는 동안 계산 과정을 관찰 할 수 없다고 말합니다. 왜냐하면 간섭하면 중첩 된 상태가 완전히 파괴 될 것이기 때문입니다.

퀀텀 상태는 매우 약하므로 진공 상태에서 절대 0에 가까운 온도에서 컴퓨터를 완전히 분리해야 0.1 % 정도의 오류율을 달성 할 수 있습니다. 액체 냉각 제조업체 중 하나가 배터리를 넣거나 크리스마스를 위해 양자 컴퓨터가 부족합니다. 이 모든 것 때문에 적어도 중기에는 사용자를위한 양자 컴퓨터가있을 것입니다. 필요한 조건으로 전세계에 몇 개가 배포되어 인터넷을 통해 액세스 할 수 있습니다.

용도

이 양자 프로세서는 처리 능력을 통해 과학 계산 및 이전에는 해결할 수 없었던 문제를 해결하는 데 주로 사용됩니다. 양자 프로세서가 입자 화학에 기초한 요소이기 때문에, 첫 번째 응용 분야는 화학 일 가능성이 있습니다. 이 덕분에 오늘날 양자의 물질 상태를 연구 할 수 있었으며 오늘날에는 기존 컴퓨터로는 해결할 수 없습니다.

• 시장 에서 가장 좋은 프로세서를 읽는 것이 좋습니다

그 후 인간 게놈 연구, 질병 조사 등을위한 응용 프로그램을 가질 수 있습니다. 가능성은 엄청나고 주장은 사실이므로 우리는 기다릴 수밖에 없습니다. 양자 프로세서를 검토 할 준비가되었습니다!