هل يمكنك شرح ما هو الفرق بين الكمبيوتر الكمومي والكمبيوتر العادي ، ومزاياه وعيوبه؟


الاجابه 1:

سأحاول شرح كيف يعمل الكمبيوتر الكمومي من منظور ميكانيكا الكم الأساسية. على وجه الخصوص ، أفهم ميكانيكا الكم إلى حد ما وأنا أعلم ما هو الكم الحاسوب ، لذلك سأحاول تقطير هذا إلى كيف يمكن أن تعمل.

يستخدم الكمبيوتر الكمي وحدات البت ، وهي وحدات بت. يمكن أن توجد الكيوبيتات في تراكب لحالتين قياس حتى وقت قياسها. ينتج عن القياس واحدة من قيمتين محتملتين ، تمامًا مثل البت الكلاسيكي.

يتألف المنطق الكمومي من القدرة على التعامل مع البتات دون قياسها. يتضمن ذلك معالجة تراكب وحدات البت الفردية بالإضافة إلى التفاعلات بين وحدات البت. تسمى كل هذه التفاعلات وحدوية ، لأنه يمكن وصفها بواسطة عامل هاميلتون الذي يطور الحالة الكمومية في الوقت المناسب دون أي فقد للمعلومات.

تأخذ خوارزمية الكم عددًا من بتات الإدخال ، والتي تمثل معًا دالة موجات كمومية أولية. يتم تشفير الخوارزمية في ترتيب عناصر منطق الكم ، والتي تحدد كيفية تطور دالة الموجة الكمومية في الوقت المناسب. بمجرد تطور الدالة الموجية عبر جميع البوابات ، يمكنك قراءة المخرجات ، والتي تنهار كل كيلو بايت في واحدة من حالتين ثنائيتين.

في المجموع ، يعد الكمبيوتر الكمومي جهازًا يأخذ دالة موجية محددة ويطورها وفقًا لبعض خوارزميات هاميلتون المحددة ، بحيث ينهار قياس الحالة النهائية إلى الحل المطلوب. عمومًا ستحتاج إلى تشغيل التطور عدة مرات لتحديد متوسط ​​النتيجة المقاسة ، والذي يجب أن يكون الناتج المرغوب.

كيف على الأرض كل هذا العمل؟

تكمن الحيلة في تطور الحالة الكمومية. يحدد ترتيب البوابات التي تحدد الخوارزمية شبكة من القرارات المنطقية. ومع ذلك ، تسمح ميكانيكا الكم باتخاذ جميع القرارات في وقت واحد بعض القرارات جيدة وبعضها سيء. يجب أن تتداخل القرارات الجيدة بشكل بناء ، بينما تتداخل القرارات السيئة بشكل مدمر. ومع ذلك ، فهذا يعني أنه يتم اتخاذ جميع القرارات واختبارها في كل مرة يتم فيها تشغيل الخوارزمية. هذا هو مصدر تسريع المحتملة. في المقابل ، يتعين على الكمبيوتر الكلاسيكي اتخاذ قرارات محددة بحيث يمكن اختبار شجرة قرار واحدة فقط في وقت واحد.

يمكن فهم الكمبيوتر الكمي على نحو أفضل من حيث نهج لاغرانج أو نهج متكامل. يُظهر نهج لاغرانج أن تطور دالة الموجة فريد من نوعه ولكن يمكن اعتباره مجموعًا لكل المسارات الممكنة حيث تتداخل المسارات غير المحتملة مع ترك المسار الأكثر احتمالًا. في جوهرها يتم اختبار جميع الاحتمالات.

هذا هو المقصود بالتوازي الكم. ومع ذلك ، فإن الحيلة هي تحديد هاميلتون يتوافق مع المشكلة التي تريد حلها. هذه هي الخوارزمية الكمومية وهي بالتأكيد ليست تافهة للعثور على خوارزميات قابلة للحياة. لهذا السبب لا يوجد سوى عدد قليل من خوارزميات الكم المعروفة مثل خوارزمية العوملة الأولى لشور وخوارزمية البحث في Grover. عمليات المحاكاة الكمومية أكثر مباشرة للأمام لأنك تحتاج ببساطة إلى تعيين هاميلتون المطلوب على المنطق الكمي.

نأمل أن هذا يعطي بعض فكرة عن ما هو الكمبيوتر الكم وما هو عليه.

في الوقت الحالي ، يعد الكمبيوتر الكمومي أكثر كمومية وأقل بكثير من الكمبيوتر ، لكن هذا قد يتغير. بمجرد تطوير هياكل الكمبيوتر الكمومية الكبيرة ، أتوقع أيضًا تطوير أدوات برمجة عالية المستوى أيضًا.


الاجابه 2:

تختلف أجهزة الكمبيوتر الكمومية عن أجهزة الكمبيوتر التقليدية لدرجة أنه من المؤسف أننا نستخدم نفس الكلمة لها.

تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية على حل بعض المشكلات الرياضية التي يصعب للغاية حلها. ولكن عليك أن تكون قادرة على صياغة سؤالك رياضيا.

اصطلاحات أجهزة الكمبيوتر هي أجهزة الاتصالات والتحكم التي تستخدم قليلا من الرياضيات في عملياتها. وتتمثل مهمتها الرئيسية في نقل البيانات وتحويلها.


الاجابه 3:

تختلف أجهزة الكمبيوتر الكمومية عن أجهزة الكمبيوتر التقليدية لدرجة أنه من المؤسف أننا نستخدم نفس الكلمة لها.

تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية على حل بعض المشكلات الرياضية التي يصعب للغاية حلها. ولكن عليك أن تكون قادرة على صياغة سؤالك رياضيا.

اصطلاحات أجهزة الكمبيوتر هي أجهزة الاتصالات والتحكم التي تستخدم قليلا من الرياضيات في عملياتها. وتتمثل مهمتها الرئيسية في نقل البيانات وتحويلها.