양자 컴퓨터는 어떻게 작동합니까? -간단하게 설명
오늘날 과학자들은 계속해서 양자 컴퓨터를 연구하고 있습니다. IBM은 최근 최초의 양자 컴퓨터를 출시했습니다. 여기서 어떻게 작동하는지 설명하겠습니다.
양자 컴퓨터 : 이것이 바로 큐 비트입니다
소위 큐비 트는 양자 컴퓨터에서 사용됩니다.
- 컴퓨터의 일반 비트는 0과 1 또는 "on"과 "off"의 두 가지 다른 값만 사용할 수 있습니다. 그러나 큐비 트는 중간 상태 0과 특정 기간 (소위 코 히어 런스 시간) 동안 1 일 수 있습니다.
- 이 상태에서 과학자들은 중첩에 대해 이야기합니다. 측정을 통해 큐비 트는 명확하게 정의 된 두 상태 중 하나로 변경되므로 측정 결과를 클래식 비트로 저장할 수 있습니다. 기술적 인 측면에서 중첩의 상실을 분리라고 합니다 .
- 실험실에서 그러한 큐빗은 이온 또는 초전도 루프, 소위 SQUID로 만들어 집니다.
- 이온으로 작업 할 때, 여기되지 않은 이온은 상태 0에 해당하고 여기 된 이온은 상태 1에 해당합니다. 가능한 가장 낮은 에너지를 가진 원자는 여기되지 않은 것으로 알려져 있습니다. 그러나 원자에 에너지를 추가하면 외부 전자가 더 높은 에너지 수준에 도달하기 때문에 흥분됩니다. 이온은 레이저로 여기 될 수 있습니다.
양자 레지스터-당신은 알아야합니다
산술 연산을 해결하려면 몇 가지 큐 비트가 필요합니다. 하나는 소위 양자 레지스터를 말합니다. 그런 다음 정보는 레지스터의 모든 큐 비트에 배포됩니다.
- 이러한 양자 레지스터는 보통 수 마이크로 미터 거리에서 축을 따라 저장되는 14 개의 이온으로 구성된다. 이 큐비 트는 조작하기 쉽지만 간섭에 영향을받지 않는 것이 중요합니다.
- 이것은 연산이 수행 될 때까지 큐빗이 가능한 한 오랫동안 각자의 상태를 유지해야 함을 의미합니다. 분리 (즉, 클래식 상태로 되돌아가는)는 가능한 한 지연되어야합니다.
- 논리 연산자는 컴퓨터 공학에 이미 사용 된 상태를 조작하는 데 사용됩니다. 양자 컴퓨터에서는 이러한 연산자를 양자 게이트 라고합니다. 이들은 조사 기간 및 광의 파장에 결정적이다.
- 가장 간단한 작업은 NOT 이라는 부정 입니다. 큐 비트의 상태는 단순히 뒤집거나 부정됩니다. 이진 시스템에서 0은 1이되고 그 반대도 마찬가지입니다. 이 뒤집기는 매우 빠르고 연속적으로 발생하며 프로그램 알고리즘을 따릅니다.
- 양자 격자의 초기 상태를 결정하기 위해, 레이저 펄스가 조사된다. 조사의 길이는 원자가 여기 상태에있을 확률을 결정할 수있다.
- 약 10 마이크로 초의 조사 후, 초기에 여기되지 않은 이온은 여기 상태에있다. 그러나이 원자가 절반 만 조사되면 원자 상태가 될 가능성이 50 % 더 높고 여기 상태에있을 가능성이 50 % 더 높기 때문에 중간 상태에있게됩니다.
- 알고리즘을 실행 한 후 결과를 읽으려면 다른 파장의 다른 레이저 펄스가 이온에서 발생합니다. 형광은 흥분 여부를 나타냅니다. 그런 다음 컴퓨터가 올바른 값을 결정할 수 있습니다.
양자 컴퓨터 : 오늘날의 최첨단
라스 베이거스에서 열린 전자 박람회에서 IBM은 올해 시장에 출시 된 최초의 양자 컴퓨터를 발표했습니다.
- 이전 모델과 비교하여 IBM Q Systems One은 이미 올바르게 작동하는 양자 컴퓨터의 척도 인 20 큐 비트로 이미 계산합니다. IBM에 따르면, 20 큐 비트를 75 마이크로 초 동안 준비된 상태로 유지했습니다.
- 50 큐 비트의 퀀텀 컴퓨터는 모든 클래식 슈퍼 컴퓨터를 주머니에 넣을 수 있어야합니다.
- IBM Q Systems One-길이와 너비가 2.5 미터 인 유리 상자는 판매하지 않아야합니다. 대신, 선택된 사용자는 클라우드에서 액세스하여 계산을 수행 할 수 있습니다.
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