ដំណើរការកង់ទិច: សេចក្ដីអធិប្បាយ, គោលការណ៍នៃការប្រតិបត្ដិការ

កុំព្យូទ័រ, យ៉ាងហោចណាស់នៅក្នុងទ្រឹស្តី, ដើម្បីនិយាយប៉ុន្មានទសវត្សរ៍។ ប្រភេទសម័យទំនើបនៃម៉ាស៊ីនដែលប្រើមេកានិចបុរាណដែលមិនមែនសម្រាប់ដោះស្រាយមានសក្តានុពលបរិមាណ untold នៃទិន្នន័យដែលបានក្លាយជាការទម្លាយភាពទាល់ច្រកធំ។ នេះបើយោងតាមអ្នកអភិវឌ្ឍន៍, ការអនុវត្តរបស់ពួកគេគឺប្រហែលជាបច្ចេកវិទ្យាទំនើបបំផុតដែលមិនធ្លាប់បានបង្កើត។ ប្រព័ន្ធដំណើរការកង់ទិចប្រតិបត្តិការនៅកម្រិតនៃបញ្ហាដែលក្នុងនោះមនុស្សលោកស្គាល់តែ 100 ឆ្នាំមុន។ សក្តានុពលនៃការគណនាបែបនេះគឺធំសម្បើម។ ដោយប្រើលក្ខណៈសម្បត្តិកង់ទិចចម្លែកនឹងបង្កើនល្បឿនគណនាភារកិច្ចជាច្រើនដែលបច្ចុប្បន្នកំព្យូទ័របុរាណមិនអាចត្រូវបានដោះស្រាយ។ និងមិនត្រឹមតែនៅក្នុងវាលនៃគីមីវិទ្យានិងសម្ភារវិទ្យាសាស្រ្ត។ Wall Street បានត្រូវបានបង្ហាញការចាប់អារម្មណ៍។

ការវិនិយោគនៅក្នុងពេលអនាគត

CME Group បានវិនិយោគជាក្រុមហ៊ុនបច្ចេកវិទ្យាពទីក្រុង Vancouver 1QB ក្រុមហ៊ុនអភិវឌ្ឍកម្មវិធីសម្រាប់ប្រព័ន្ធដំណើរការកង់ទិចប្រភេទ។ នេះបើយោងតាមអ្នកវិនិយោគគណនាទាំងនេះគឺទំនងជាដើម្បីឱ្យមានឥទ្ធិពលធំបំផុតលើវិស័យឧស្សាហកម្មដែលបានធ្វើការជាមួយនឹងបរិមាណធំនៃទិន្នន័យរសើបមួយទៅពេលមួយ។ ឧទាហរណ៍នៃអតិថិជនបែបនេះគឺជាស្ថាប័នហិរញ្ញវត្ថុ។ ក្រុមហ៊ុន Goldman Sachs បានវិនិយោគនៅក្នុងកុំព្យូទ័រ D-Wave ប្រព័ន្ធហើយក្រុមហ៊ុននេះនៅក្នុងសំណួរ-ទូរស័ព្ទផ្តល់មូលនិធិដោយ CIA ។ ជាលើកដំបូងនេះផលិតម៉ាស៊ីនដែលធ្វើឱ្យអ្វីដែលត្រូវបានហៅថា "annealing កង់ទិច", ឧ។ អ៊ីសម្រេចបញ្ហាបង្កើនប្រសិទ្ធិភាពកម្រិតទាបដោយប្រើប្រព័ន្ធដំណើរការកង់ទិច។ ក្រុមហ៊ុន Intel ត្រូវបានចូលរួមផងដែរនៅក្នុងការវិនិយោគនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យានេះ, ទោះបីជាវាចាត់ទុកការអនុវត្តន៍នៃអាជីវកម្មនាពេលអនាគត។

ហេតុអ្វីបានជាធ្វើវា?

មូលហេតុដែលកុំព្យូទ័រគឺគួរឱ្យរំភើបខ្លាំងណាស់ដែលបានស្ថិតនៅក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នាល្អឥតខ្ចោះរបស់ខ្លួនជាមួយនឹងការរៀនម៉ាស៊ីន។ បច្ចុប្បន្ននេះ, វាគឺជាកម្មវិធីសំខាន់សម្រាប់ការគណនាបែបនេះ។ មួយផ្នែក នេះគឺជាលទ្ធផល នៃគំនិតនៃការកុំព្យូទ័រកង់តូម - ប្រើឧបករណ៍ពិតដើម្បីស្វែងរកដំណោះស្រាយ។ ពេលខ្លះគំនិតពន្យល់ដោយឧទាហរណ៍នៃហ្គេម Angry Birds ហ្គេម។ ដើម្បីក្លែងអន្តរកម្មនៃភាពធ្ងន់ធ្ងរនិងកុំព្យូទ័របន្ទះវត្ថុបុកស៊ីភីយូប្រើសមីការគណិតវិទ្យា។ កង់ទិចវិធីសាស្ត្រនេះដាក់ដំណើរការនៅលើក្បាលរបស់ខ្លួន។ ពួកគេបាន«បោះ "សត្វស្លាបមួយចំនួននិងមើលតើមានអ្វីកើតឡើង។ នៅតូចបានសរសេរ ភារកិច្ច: វាត្រូវ បក្សីមួយពួកគេបោះអ្វីដែលគន្លងល្អប្រសើរបំផុត? បន្ទាប់មកគូសធីកដំណោះស្រាយដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់ឬយ៉ាងហោចណាស់ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃពួកគេមានទំហំធំណាស់និងចម្លើយត្រូវបានផ្ដល់។ ក្នុងកង់ទិចកុំព្យូទ័រ មានបញ្ហាត្រូវបានដោះស្រាយ មិនត្រូវបានគណិតវិទូមួយច្បាប់នៃការងាររូបវិទ្យាជំនួសវិញ។

តើវាដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច?

នេះជាប្លុកអគារមូលដ្ឋាននៃពិភពលោករបស់យើង - កង់ទិច-មេកានិច។ ប្រសិនបើអ្នកសម្លឹងមើលទៅលើម៉ូលេគុលហេតុផលដែលពួកវាត្រូវបានបង្កើតឡើងនិងនៅតែមានស្ថិរភាព - គន្លងអេឡិចត្រុងនៃអន្តរកម្មនេះ។ ការគណនាកង់ទិច-មេកានិចទាំងអស់ត្រូវមាននៅក្នុងគ្នានៃពួកគេ។ ចំនួនរបស់ពួកគេកើនឡើងស្វ័យគុណបង្កើនចំនួននៃអេឡិចត្រុក្លែងធ្វើនេះ។ ឧទាហរណ៍ 50 អេឡិចត្រុមាននៅក្នុងជម្រើសពីរ 50 ដឺក្រេ។ អស្ចារ្យនេះ ចំនួនធំ, ដូច្នេះវាមិនអាចគណនានាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ។ ការតភ្ជាប់ទៅកាន់ទ្រឹស្តីរូបវិទ្យាពចង្អុលវិធីមួយដើម្បីអាចដោះស្រាយបញ្ហាបែបនេះ។ កុំព្យូទ័រ kubitovnomu 50 អាចធ្វើវាបាន។

ព្រឹកព្រលឹមនៃសម័យថ្មីមួយ

នេះបើយោងតាម Landon ចុះ, ប្រធាននិងសហស្ថាបនិកនៃ 1QBit, ដំណើរការកង់ទិច - វាគឺអាចធ្វើទៅបានក្នុងការប្រើអំណាចនៃពិភពលោក subatomic ដំណើរការនេះវាជាការសំខាន់ណាស់ក្នុងការទទួលបានសមា្ភារៈថ្មីឬការបង្កើតថ្នាំថ្មីនេះ។ មានការផ្លាស់ប្តូរមួយពីគំរូនៃការរកឃើញនេះទៅជាសករាជថ្មីនៃការរចនាគឺជា។ ឧទាហរណ៍កុំព្យូទ័រអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើជាគំរូកាតាលីករដែលអនុញ្ញាតឱ្យដើម្បីទាញយកកាបូននិងអាសូតពីបរិយាកាសហើយដូច្នេះជួយបញ្ឈប់ការឡើងកំដៅផែនដីជាសកល។

នៅជួរមុខនៃការរីកចម្រើននេះ

សហគមន៍អភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យានេះគឺខ្លាំងណាស់រំភើបនិងសកម្មភាពរវល់។ ក្រុមនៅជុំវិញពិភពលោកក្នុងការចាប់ផ្តើមការសាជីវកម្មសាកលវិទ្យាល័យនិងពិសោធន៍រដ្ឋាភិបាលកំពុងកសាងរថយន្តប្រណាំងមួយដែលប្រើវិធីសាស្រ្តផ្សេងគ្នាដើម្បីដំណើរការពកង់ទិច។ បានបង្កើត qubits superconducting qubit និងបន្ទះឈីបនៅលើអ៊ីយ៉ុងចាប់យកដែលជាប់ពាក់ព័ន្ធក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវមកពីសាកលវិទ្យាល័យ Maryland និងវិទ្យាស្ថានជាតិនៃស្តង់ដារនិងបច្ចេកវិទ្យា។ ក្រុមហ៊ុន Microsoft បានអភិវឌ្ឍវិធីសាស្រ្តភូមិសាស្ត្របានគេហៅថាស្ថានីយ៍សំណួរគោលបំណងនៃការដែលត្រូវអនុវត្ត anion ការមិន Abelian ដែលមានអត្ថិភាពមិនត្រូវបានបង្ហាញឱ្យឃើញយ៉ាងជាក់ច្បាស់។

ឆ្នាំទម្លាយភាពទាល់ច្រកទំនង

ហើយនេះគឺគ្រាន់តែជាការចាប់ផ្តើម។ នៅចុងបញ្ចប់នៃខែឧសភាឆ្នាំ 2017 នេះបានចំនួននៃការវាយកង់ទិចប្រភេទនេះតែមួយគត់ត្រូវបានធ្វើអ្វីមួយលឿនជាងមុនល្អប្រសើរជាងកុំព្យូទ័រឬបុរាណមួយគឺសូន្យ។ ព្រឹត្តិការណ៍នេះនឹងកំណត់ "ឧត្តមភាពកង់ទិច" ប៉ុន្តែរហូតមកដល់ពេលនេះវាមិនបានកើតឡើង។ ខណៈពេលដែលវាទំនងជាថានេះអាចកើតឡើងនៅដើមឆ្នាំនេះ។ ពីខាងក្នុងឧស្សាហកម្មភាគច្រើនបាននិយាយថាក្រុមហ៊ុន Google គឺជាការពេញចិត្តច្បាស់លាស់នៃក្រុមដឹកនាំដោយសាស្រ្តាចារ្យរូបវិទ្យានៃសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វញ៉ានៅ Santa Barbara, លោក John លោកម៉ាទីន។ គោលបំណងរបស់ខ្លួន - ដើម្បីសម្រេចបាននូវកុំព្យូទ័រល្អជាងដោយមានជំនួយពីដំណើរការ 49-qubit នេះ។ ដោយចុងបញ្ចប់នៃខែឧសភាឆ្នាំ 2017 ក្រុមអ្នកធ្វើតេស្តបន្ទះឈីប 22-qubit ជោគជ័យជាជំហានមធ្យមមួយឆ្ពោះទៅរកការរំដោះនៃកុំព្យូទ័របុរាណ។

តើធ្វើដូចម្តេចវាទាំងអស់ចាប់ផ្តើម?

គំនិតនៃការប្រើមេកានិចកង់ទិចសម្រាប់ដំណើរការសម្រាប់ទសវត្សរ៍ព។ ព្រឹត្តិការណ៍សំខាន់មួយបានកើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1981 នៅពេលដែលក្រុមហ៊ុន IBM និង MIT ដែលបានរៀបចំសន្និសីទរួមគ្នានៅលើរូបវិទ្យាកុំព្យូទ័រ។ វិទូល្បី លោក Richard Feynman ដែលបានស្នើឡើងដើម្បីកសាងកុំព្យូទ័រកង់ទិច។ នេះបើយោងតាមគាត់សម្រាប់ការក្លែងធ្វើគួរទាញយកប្រយោជន៍ពីមធ្យោបាយនៃមេកានិចកង់ទិចនោះ។ ហើយវាជាបញ្ហាប្រឈមយ៉ាងធំដោយសារតែវាមិនបានមើលទៅជាការងាយស្រួលដូច្នេះ។ ក្នុងដំណើរការកង់ទិចគោលការណ៍ប្រតិបត្ដិការត្រូវបានផ្អែកលើចំនួននៃលក្ខណៈសម្បត្តិចម្លែកនៃអាតូមមួយ - តម្រួតនិងការជាប់សំណាញ់។ ភាគល្អិតអាចនៅក្នុងប្រទេសទាំងពីរក្នុងពេលតែមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណានៅពេលដែលវាស់វានឹងត្រូវបានគ្រាន់តែមួយរបស់ពួកគេ។ ហើយវាជាការមិនអាចទៅរួចទេដើម្បីទស្សន៍ទាយនៅក្នុងនោះលើកលែងតែពីទស្សនវិស័យនៃទ្រឹស្តីនៃប្រូបាប៊ីលីតេនេះ។ ប្រសិទ្ធភាពនេះគឺជាមូលដ្ឋាននៃការពិសោធន៍គំនិតមួយឆ្មាSchrödingerដែលមាននៅក្នុងប្រអប់រួមមានអ្នកស្លាប់និងនៅរស់ក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាយូរមកហើយថាជាអ្នកសង្កេតការណ៍ជាអ្នកនេះមិនមែនជាជ្រៀតខាងក្នុងប្រទេសនេះ។ គ្មានអ្វីធ្វើការនៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃនៅក្នុងវិធីនេះ។ ទោះជាយ៉ាងណា, ប្រហែល 1 លាននៃការពិសោធន៍បានធ្វើឡើងចាប់តាំងពីការចាប់ផ្តើមនៃសតវត្សទី twentieth នេះបានបង្ហាញថាមិនទាន់មានសមាសភាព។ និងជំហានបន្ទាប់គឺការស្វែងយល់ពីរបៀបប្រើគំនិតនេះ។

ដំណើរការកង់ទិច: បរិយាយការងារ

ប៊ីតបុរាណអាចមានតម្លៃ 0 ឬ 1, វាគឺជាការដែលអាចធ្វើបានដើម្បីគុណលេខគូររូបភាពនិងដូច្នេះនៅលើ។ អិន Qubit អាចជាលេខ 0 ប្រសិនបើពួកគេនឹកបន្ទាត់តាមរយៈ "ច្រកទ្វារតក្ក" (ឃ។ និង, ឬ, មិន, ល) មួយ 1 ឬទាំងពីរ។ ប្រសិនបើបាននិយាយថា 2 qubit entangled, វាធ្វើឱ្យពួកគេជាប់ទាក់ទងយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះ។ វាយដំណើរការកង់ទិចអាចប្រើច្រកទ្វារតក្ក។ ធីអិន Hadamard ទ្វារឧទាហរណ៍ដាក់ qubit នៅក្នុងរដ្ឋមួយដែលល្អឥតខ្ចោះតម្រួត។ ប្រសិនបើមានតម្រួតនិងការជាប់សំណាញ់រួមផ្សំជាមួយនឹងទ្វារកង់ទិចបានដាក់ឈ្លាសវៃ, ដែលចាប់ផ្តើមដើម្បីពន្លានៃការគណនាសក្តានុពលបរមាណូរង។ 2 អនុញ្ញាតឱ្យការសិក្សារបស់ qubit រដ្ឋ 4: 00, 01, 10 និង 11 នៃគោលការណ៍ដំណើរការប្រតិបត្ដិការដូចដែលកង់ទិចនៃប្រតិបត្តិការតក្កប្រតិបត្តិធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅធ្វើការជាមួយនឹងមុខតំណែងទាំងអស់នៅពេលតែមួយ។ និងចំនួននៃបណ្តារដ្ឋដែលអាចប្រើបានគឺមាន 2 ទៅអំណាចនៃចំនួន qubits នេះ។ ដូច្នេះប្រសិនបើអ្នកបានធ្វើឱ្យកុំព្យូទ័រកង់ទិច 50 qubit សកល, វាគឺជាទ្រឹស្តីអាចធ្វើទៅបានដើម្បីពិនិត្យមើលទាំងអស់បន្សំ 1.125 ពាន់កោដិក្នុងពេលដំណាលគ្នា។

Kudity

ដំណើរការកង់ទិចក្នុងប្រទេសរុស្ស៊ីបានមើលឃើញតិចតួចមួយខុសគ្នា។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពី MIPT និងកណ្តាលប្រទេសរុស្ស៊ីដែលបានបង្កើត Quantum "kudity" តំណាងឱ្យ qubits "និម្មិត" ជាច្រើនដែលមានកម្រិត "ថាមពល" ជាច្រើន។

អំព្លីទីត

វាយដំណើរការកង់ទិចមានអត្ថប្រយោជន៍ដែលមេកានិចកង់ទិចត្រូវបានផ្អែកលើទំហំនេះ។ ទំហំប្រូគឺស្រដៀងគ្នា, ប៉ុន្តែពួកគេអាចនឹងមានអវិជ្ជមាននិងចំនួនកុំផ្លិច។ ដូច្នេះប្រសិនបើអ្នកចង់គណនាប្រូបាប៊ីលីតេនៃព្រឹត្តិការណ៍នេះអ្នកអាចបន្ថែមប្រភេទទាំងអស់នៃអំព្លីនៃជម្រើសការអភិវឌ្ឍរបស់ពួកគេ។ គំនិតនៃការកុំព្យូទ័រនេះគឺដើម្បីព្យាយាមរៀបចំ លំនាំជ្រៀតជ្រែក ដូច្នេះមួយចំនួននៃវិធីក្នុងការចម្លើយខុសមានទំហំវិជ្ជមាននិងមួយចំនួន - អវិជ្ជមានមួយដូច្នេះពួកគេនឹងបោះបង់គ្នា។ ផ្លូវនាំទៅរកចម្លើយដែលត្រឹមត្រូវនឹងមានទំហំដែលមានក្នុងដំណាក់កាលជាមួយគ្នា។ ល្បិចនេះគឺថាអ្នកត្រូវរៀបចំអ្វីគ្រប់យ៉ាងដោយមិនដឹងជាមុននូវអ្វីដែលចម្លើយគឺត្រឹមត្រូវ។ បណ្តារដ្ឋកង់ទិចដូច្នេះយ៉ាងរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយសក្តានុពលនៃការជ្រៀតជ្រែករវាងទំហំវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមាននេះគឺផលប្រយោជន៍នៃប្រភេទនៃការគណនានេះ។

ក្បួនដោះស្រាយ Shor របស់

មានភារកិច្ចជាច្រើនដែលកុំព្យូទ័ររបស់អ្នកមិនអាចដោះស្រាយបាន។ ដូចជាការអ៊ីនគ្រីប។ បញ្ហាគឺថាវាមិនមែនជាការងាយស្រួលដូច្នេះដើម្បីស្វែងរកកត្តានៃការមួយចំនួន-200 ខ្ទង់។ បើទោះបីជាកុំព្យូទ័រយួរដៃដែលកំពុងរត់ជាមួយកម្មវិធីល្អបំផុត, អ្នកអាចនឹងត្រូវរង់ចាំជាច្រើនឆ្នាំមកហើយក្នុងការស្វែងរកចម្លើយ។ ដូច្នេះព្រឹត្តិការណ៍ផ្សេងទៀតនៅក្នុងការគណនាកង់ទិចបានចេញផ្សាយបានក្លាយទៅជាក្បួនដោះស្រាយនៅឆ្នាំ 1994 ដោយលោកពេត្រុសច្រាំងសមុទ្រមួយ, ឥឡូវនេះគឺជាសាស្រ្តាចារ្យគណិតវិទ្យានៅឯ MIT ។ វិធីសាស្រ្តរបស់គាត់គឺដើម្បីស្វែងរកកត្តានៃការមួយចំនួនធំដោយប្រើកុំព្យូទ័រកង់ទិចដែលមិនទាន់មាននៅឡើយទេ។ នៅក្នុងការពិត, ក្បួនដោះស្រាយដំណើរការប្រតិបត្ដិការដែលបង្ហាញថាតំបន់ដែលមានចម្លើយត្រឹមត្រូវ។ នៅឆ្នាំបន្ទាប់, រកឃើញវិធីសាស្រ្តនៃច្រាំងសមុទ្រកែកំហុសកង់ទិចមួយ។ បន្ទាប់មកមានមនុស្សជាច្រើនបានដឹងថាវាគឺជា - វិធីសាស្រ្តផ្សេងក្នុងការគណនា, ដែលនៅក្នុងករណីមួយចំនួនអាចត្រូវបានមានអនុភាព។ បន្ទាប់មកអនុវត្តតាមកើនឡើងនៃការចាប់អារម្មណ៍ពីព្រែដើម្បីបង្កើត qubits ហើយទ្វារតក្ករវាងពួកគេ។ ហើយឥឡូវនេះពីរទសវត្សរ៍ក្រោយមក, មនុស្សជាតិគឺនៅលើ verge នៃការបង្កើតកុំព្យូទ័រកង់ទិចពេញលេញនោះទេ។