क्वांटम कंप्यूटर कैसे काम करते हैं? - बस
आजकल, वैज्ञानिक लगातार क्वांटम कंप्यूटरों पर काम कर रहे हैं। आईबीएम ने हाल ही में अपना पहला क्वांटम कंप्यूटर लॉन्च किया है। हम बताते हैं कि यहाँ ये कैसे काम करते हैं।
क्वांटम कंप्यूटर: वह है जिसे क्वाबिट कहा जाता है
क्वांटम कंप्यूटर में तथाकथित क्वबिट्स का उपयोग किया जाता है।
- कंप्यूटर पर सामान्य बिट्स केवल दो अलग-अलग मान ले सकते हैं: 0 और 1, या "ऑन" और "ऑफ"। हालांकि, एक qubit एक मध्यवर्ती अवस्था में शून्य और एक निश्चित अवधि के लिए हो सकता है, तथाकथित सुसंगतता समय।
- इस अवस्था में, वैज्ञानिक एक सुपरपोज़िशन की बात करते हैं। एक माप के माध्यम से, qubit फिर दो स्पष्ट रूप से परिभाषित अवस्थाओं में से एक में बदल जाती है, ताकि माप परिणाम को क्लासिक बिट में बचाया जा सके। तकनीकी शब्दों में, सुपरपोजिशन के नुकसान को डिकॉयरेन्स कहा जाता है ।
- प्रयोगशाला में, ऐसे क्वैट्स आयनों या सुपरकंडक्टिंग लूप्स से बने होते हैं, जिन्हें तथाकथित स्क्वैड्स कहा जाता है।
- आयनों के साथ काम करते समय, एक unexcited आयन राज्य 0 से मेल खाता है और एक उत्साहित 1 राज्य के लिए। सबसे कम संभव ऊर्जा के साथ एक परमाणु को अस्पष्टीकृत कहा जाता है। हालांकि, यदि आप एक परमाणु में ऊर्जा जोड़ते हैं, तो यह उत्साहित है क्योंकि बाहरी इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर तक पहुंचते हैं। आयन लेजर से उत्तेजित हो सकते हैं।
क्वांटम रजिस्टर - आपको यह जानना होगा
अंकगणित संचालन को हल करने के लिए कई क्वैबिट की आवश्यकता होती है। एक तथाकथित क्वांटम रजिस्टर की बात करता है। फिर जानकारी को एक रजिस्टर के सभी कोटे में वितरित किया जाता है।
- इस तरह के एक क्वांटम रजिस्टर में आमतौर पर 14 आयन होते हैं जो कुछ माइक्रोमीटर की दूरी पर एक अक्ष के साथ संग्रहीत होते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि इन qubits में हेरफेर करना आसान है, लेकिन हस्तक्षेप के लिए प्रतिरक्षा भी है।
- इसका अर्थ है कि जब तक अंकगणितीय ऑपरेशन नहीं किया जाता है तब तक क्वैब अपने संबंधित राज्यों में बने रहना चाहिए। Decoherence, यानी एक क्लासिक स्थिति में वापस गिरना, जितना संभव हो उतना देर होना चाहिए।
- लॉजिकल ऑपरेटर्स का उपयोग राज्यों में हेरफेर करने के लिए किया जाता है, जो पहले से ही कंप्यूटर विज्ञान में उपयोग किए जाते हैं। क्वांटम कंप्यूटरों में, इन ऑपरेटरों को क्वांटम गेट्स कहा जाता है। ये विकिरण की अवधि और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के लिए निर्णायक हैं।
- सबसे सरल ऑपरेशन नकार है, जिसे नहीं कहा जाता है। एक qubit के राज्य बस से अधिक या नकारात्मक रूप से फ़्लिप किया गया है। बाइनरी सिस्टम में, 0 1 बन जाएगा और इसके विपरीत। यह फ़्लिपिंग बहुत जल्दी और बहुत बार उत्तराधिकार में होती है और कार्यक्रम के एल्गोरिथ्म का अनुसरण करती है।
- एक क्वांटम जाली की प्रारंभिक स्थिति का निर्धारण करने के लिए, यह लेजर दालों के साथ विकिरणित है। विकिरण की लंबाई संभावना को निर्धारित कर सकती है जिसके साथ एक परमाणु उत्तेजित अवस्था में है।
- विकिरण के लगभग दस माइक्रोसेकंड के बाद, एक आयन जो शुरू में उत्तेजित नहीं होता है वह उत्तेजित अवस्था में होता है। हालाँकि, यदि इस परमाणु को केवल आधे समय के लिए विकिरणित किया जाता है, तो यह उस मध्यवर्ती स्थिति में होगा, क्योंकि यह 50 प्रतिशत ज़मीनी अवस्था में और 50 प्रतिशत अधिक उत्साहित अवस्था में होने की संभावना है।
- एल्गोरिथ्म को निष्पादित करने के बाद परिणाम पढ़ने के लिए, एक अलग तरंग दैर्ध्य के साथ एक और लेजर पल्स आयनों पर निकाल दिया जाता है। प्रतिदीप्ति इंगित करती है कि वे उत्तेजित हैं या नहीं। कंप्यूटर तब सही मान निर्धारित कर सकता है।
क्वांटम कंप्यूटर: आज अत्याधुनिक है
लास वेगास में इलेक्ट्रॉनिक्स मेले में, आईबीएम ने इस साल अपना पहला बाजार तैयार क्वांटम कंप्यूटर पेश किया।
- पिछले मॉडल की तुलना में, आईबीएम क्यू सिस्टम वन पहले से ही 20 क्विट के साथ गणना करता है, जो कि एक सही ढंग से काम कर रहे क्वांटम कंप्यूटर के लिए एक यार्डस्टिक है। आईबीएम के अनुसार, यह 75 microseconds के लिए तैयार राज्य में 20 qubits रखने में कामयाब रहा है।
- 50 क्वांट के साथ एक क्वांटम कंप्यूटर किसी भी क्लासिक सुपर कंप्यूटर को अपनी जेब में रखने में सक्षम होना चाहिए।
- आईबीएम क्यू सिस्टम्स वन - बिक्री के लिए ढाई मीटर की लंबाई और चौड़ाई के साथ एक ग्लास बॉक्स की पेशकश नहीं की जानी चाहिए। इसके बजाय, चयनित उपयोगकर्ता इसे क्लाउड से एक्सेस कर सकते हैं और गणना कर सकते हैं।
क्वांटम कंप्यूटर से पंच कार्ड तक: यह वही है जो पहले कंप्यूटर की तरह दिखता था
अगले व्यावहारिक टिप में, हम आपको दिखाएंगे कि बाइनरी और हेक्साडेसिमल संख्याओं को सही ढंग से कैसे परिवर्तित किया जाए।