NAUKA I KVAZINAUKA (izvorište inspiracije za mnoga SF dela) > KOMPJUTERI, HARDVER, SOFTVER, INTERNET, TELEKOMUNIKACIJE...

Квантни рачунари

(1/14) > >>

Truman:
https://www.b92.net/tehnopolis/vesti.php?yyyy=2019&mm=09&nav_id=1595708
Изгледа да постоје неки помаци и то од стране мог клијента.  :| Успут, ако неко зна нешто више о томе како функционишу квантни рачунари било би лепо да овде подели с нама. По могућству да није копипејст са неког извора на енглеском.

mac:
U normalnom računaru imaš sitne tranzistore koji mogu da budu u dva stanja, nazovimo ih 1 i 0. Nema drugih stanja. Osam sitnih stranzistora zajedno može da zabeleži jedan bajt podataka. Ako imaš memoriju od jednog gigabajta onda znači da imaš memoriju sa 2^30 bajtova to jest 8 * 2^30 = 8589934592 sitnih tranzistora. Za razne operacije nad podacima nije toliko bitna memorija koliko veličina registara u CPU procesoru, i šta sve može da se radi s tim registrima. Moderni procesori su 64-bitni, pa kad radiš razne matematičke operacije opseg mogućih vrednosti rezultata je 2^64 različitih vrednosti. CPU dakle radi razne aritmetičke operacije, gde imaš ulazne podatke, jedan ili dva, i posle izvršenja operacije dobiješ izlazni podatak.

Kvantni računari ne rade aritmetičke operacije. Osnovna jedinica nije bit (s mogućim vrednostima 0 i 1), nego kubit, kome se ne zna vrednost, sve dok kubit ne "kolabira". Jednom kad kubit kolabira onda ima vrednost 0 ili 1. Ne mogu prosto da ti objasnim ovo kolabiranje, jer ni sam ne znam načisto. Ali znam sledeće. Jedan kubit sam po sebi ne znači mnogo. Potrebno je da ih imaš mnogo, i da su oni povezani tako da kad kolabiraju oni kolabiraju svi zajedno, i takođe da možeš da ih podesiš da kolabiraju tako da ti daju neki koristan rezultat. Glupo je da koristiš kubite za osnovne aritmetičke operacije, jer to je pomalo kao da bacaš kockice da bi izračunao zbir dva broja. Ali nije glupo da koristiš kubite da bi pronašao dva primarna broja koja pomnožena daju ulazni veliki broj. Tu nikakve proste aritmetičke operacije ne pomažu, nego moraš da isprobaš sve moguće kombinacije, dok ne ubodeš onu pravu. E pa, kvantni računari mogu da ubodu pravu kombinaciju u sekundi, dok normalnom računaru nije dovoljno ni "milijon godina".

Truman:
Хвала мек, надао сам се одговору од тебе и свезнајућег Мехе!

За стандардне рачунаре знам шта је бит, бајт и остало док су квантни рачунари за мене и даље мистерија. Поготово сад кад си увео појмове "кубит" и "колабирати" ништа ми није јасно. Али капирам да је ово више питање за квантне физичаре него за софтвераше. Успут, да ли се више физичари баве развојем квантних рачунара или компјутерски научници? Како ствари стоје, ти квантни рачунари су више у домену неке научне езотерије него класичног рачунарства.

Meho Krljic:
To za kolabiranje se tiče talasne funkcije koja opisuje talas i potiče od Hajzenberga a Fon Nojman ju je formalno matematički napisao. Učilo se to jednim malim delom još u osnovnoj školi kad smo bili ali poenta je da se na tom mikro nivou stvari valjaju gledati drugačije nego na makro nivou jer sam čin gledanja zapravo tvori deo nekog događaja koji gledamo. Najpoznatiji primer je Šredingerov mačak koji je u kutiji sa jednakim izgledima da bude živ ili mrtav u bilo kom trenutku. Po klasičnoj mehanici on mora biti živ ili mrtav - i to je logično - ali po kvantnoj mehanici on je sve u isto vreme, dakle jednako živ i mrtav i talasna funkcija ga opisuje kao i jedno i drugo. Tek u trenutku kada otvorimo kutiju, dakle, pogledamo, i unesemo čin gledanja u sistem, talasna funkcija kolabira u jedno od dva moguća stanja. Na "normalnom" mehaničkom nivou on je već bio živ ili mrtav pre otvaranja kutije ali na kvantnom nivou pogled prema njemu ga je učinio živim ili mrtvim. Ovo ima više smisla kada razmišljaš u mikro dimenzijama i shvataš da "gledanje" podrazumeva interakciju odnosno da, najbanalnije rečeno, da bi "video" recimo elektron koji je u nekom atomu, moraš da ga pogodiš fotonom svetlosti a da mu time predaješ i neku energiju koja nepovratno menja stanje u kome je do tog trenutka bio tako da bukvalno posmatranjem menjaš sistem koji posmatraš i dovodiš ga u neko određeno stanje u kome pre tvog pogleda nije bio jer je bio u svim mogućim stanjima odjednom.
 
 
E, kod kvantnih kompjutera je poenta da za razliku od bita koji mogu da budu u jedom od dva stanja (0 ili 1), kubiti mogu da budu u svim mogućim stanjima, u datom slučaju i 0 i 1 u isto vreme. Što znači da mali broj kubita može da sadrži ogromnu količinu informacija. Da ne bih ja, sa mojom srednjoškolskom matematikom ovo objašnjavao, evo jedan lep video koji ide korak po korak i dosta dobro obrazlaže stvari:
 
 
https://youtu.be/HdSmIUuGf-I

Truman:
Мехо, за мене си ти геније педагогије! Чуо сам за ту мачку, али нисам имао појма о чему се ради док ми ти ниси објаснио. xremyb
Хвала и на линку, погледаћу чим стигнем.
Ево, ја ишчачках неке бесплатне курсеве:
https://www.edx.org/course?search_query=quantum+computers
У наслову једног се спомиње појам квантни интернет. Јесте ли чули за то?

Navigation

[0] Message Index

[#] Next page