So'nggi o'n yilliklar davomida kompyuterlar juda tez rivojlandi. Aslida, bir avlod xotirasida, katta hajmdagi miniatyura planshetlariga ega bo'lgan katta hajmli naychadan o'tdilar. Xotira tezligi va tezligi oshdi. Biroq, hozirgi davrda hatto superkompyuterli zamonaviy kompyuterlarning kuchidan tashqari vazifalar paydo bo'lgan payt keldi.
Kvant kompyuter nima?
Oddiy kompyuterlar nazorati ostida bo'lmagan yangi vazifalar paydo bo'lishi yangi imkoniyatlar izlashga majbur bo'ldi. Va an'anaviy kompyuterlarga muqobil ravishda kvant paydo bo'ldi. Kvant kompyuter - bu kompyuter texnikasi, ya'ni kvant mexanikasining elementlariga asoslangan harakatning asosidir. Kvant mexanikasining asosiy qoidalari o'tgan asrning boshlarida shakllangan. Uning paydo bo'lishi klassik fizikada yechim topmagan fizikaning ko'plab muammolarini hal qilishga imkon berdi.
Quanta nazariyasi ikkinchi asrni hisobga olgan bo'lsa-da, u hali ham tor doiradagi mutaxassislarga tushunarli bo'ladi. Ammo kvant mexanikasining haqiqiy natijalari mavjud, biz unga allaqachon o'rganib qolganmiz - lazer texnologiyasi, tomografiya. Va o'tgan asrning oxirida kvant hisoblash nazariyasi sovet fizigi Yu Manin tomonidan ishlab chiqilgan. Besh yil o'tgach, Devid Deutsch kvant mashinasi fikrini e'lon qildi.
Kvant kompyuter bormi?
Lekin g'oyalar timsoli oddiy emas edi. Vaqti-vaqti bilan, boshqa kvant kompyuter yaratilgani haqida xabarlar mavjud. Bunday kompyuter texnologiyalarini rivojlantirish axborot texnologiyalari sohasida gigantlar tomonidan ishlab chiqilgan:
- D-Wave - bu kvantli kompyuterlarni ishlab chiqarishni boshlaydigan birinchi Kanadadan bo'lgan kompaniya. Shunga qaramay, mutaxassislar, bu kompyuterlar, albatta, kvant kompyuterlar va ular qanday afzalliklarni beradi, deb tartışmaktadırlar.
- IBM - kvant kompyuterni yaratdi va kvant algoritmlari bilan tajribalar o'tkazish uchun Internet-foydalanuvchilarga ochdi. 2025 yilga kelib kompaniya amaliy muammolarni hal etishga qodir modelni yaratishni rejalashtirmoqda.
- Google - kvant kompyuterlarning an'anaviy kompyuterlarda ustunligini isbotlay oladigan bu yilgi kompyuterni e'lon qildi.
- 2017 yil may oyida Xitoyning Shanxay olimlari dunyodagi eng qudratli kvantli kompyuter ishlab chiqarilganini, signallarni qayta ishlash chastotasida 24 barobarga teng bo'lganini aytishdi.
- 2017 yil iyul oyida Moskva konferentsiyasida Quantum Technologies kompaniyasi 51 milliard kvant kompyuterni yaratganligi ma'lum qilindi.
Kvant kompyuter va oddiy kompyuter o'rtasidagi farq nima?
Kvant kompyuterning asosiy farqlari hisoblash jarayoniga yondashish.
- Oddiy protsessorda barcha hisob-kitoblar ikkita 1 yoki 0 holatida bitlarga asoslangan. Ya'ni, barcha ishlar ma'lum shartlarga muvofiqligi uchun katta hajmdagi ma'lumotlarni tahlil qilish uchun qisqartiriladi. Kvant kompyuteri qubitlarga (kvant bitmalari) asoslangan. Ularning xususiyatlaridan biri - davlatda 1, 0 va ayni paytda 1 va 0 holatda bo'lish qobiliyati.
- Kvant kompyuterning imkoniyatlari sezilarli darajada oshirildi, chunki to'plam o'rtasida to'g'ri javob izlash kerak emas. Bunday holda, javob oldindan mavjud bo'lgan variantlardan tanlab olinadi.
Kvant kompyuter nima?
Kvant kompyuterning printsipi etarli echimga ega bo'lgan echimni tanlashga asoslangan va bunday echimni zamonaviy kompyuterlardan bir necha barobar tezroq topish qobiliyatiga ega bo'lib, uni ishlatish maqsadini aniqlaydi. Avvalo, bu turdagi kompyuter texnologiyalari paydo bo'lishi kriptograflarni xavotirga solmoqda. Bu kvant kompyuterning parollarni osonlik bilan hisoblash qobiliyatiga bog'liq. Shunday qilib, rus-amerika olimlari tomonidan yaratilgan eng qudratli kvantli kompyuter, mavjud shifrlash tizimlarining kalitlarini olish imkoniyatiga ega.
Bundan tashqari, kvant kompyuterlar uchun foydali bo'lgan amaliy vazifalar ham mavjud, ular elementar zarralar, genetika, sog'liqni saqlash, moliya bozorlari, viruslarni viruslardan himoya qilish, sun'iy aql va boshqalar oddiy kompyuterlar hal qila olmasligi bilan bog'liq.
Kvant kompyuterni qanday tashkil qilish kerak?
Kvant kompyuterni qurish qubitlardan foydalanishga asoslangan. Hozirgi vaqtda qubatlarning jismoniy faoliyati:
- ko'p qirrali oqimga ega bo'lgan super o'tkazgichlar;
- lazer nurlari ta'siri ostida alohida atomlar;
- ionlar;
- fotonlar;
- Yarimo'tkazgichlarning nanokristallaridan foydalanishning variantlari ishlab chiqilmoqda.
Kvant kompyuter - operatsion tamoyili
Agar ishda klassik kompyuter bilan aniqlik mavjud bo'lsa, u holda kvant kompyuterning qanday ishlashiga javob berish qiyin. Kvant kompyuteri ishlashining ta'rifi ikkita tushunarsiz ibora asoslangan:
- superpozitsiya tamoyili 1 va 0,1 holatida bir vaqtning o'zida mavjud qubitlar masalasidir. Bu bir vaqtning o'zida bir nechta hisob-kitoblarni bir vaqtning o'zida amalga oshirish imkonini beradi;
- Kvant tebranishi ikkita zarrachaning o'zaro bog'liqligi bo'lgan A.Eynshteynning ta'kidlagan fenomenidir. Oddiy so'zlar bilan aytadigan bo'lsak, agar zarrachalardan biri ijobiy g'ayritabiiylikka ega bo'lsa, ikkinchisi zudlik bilan ijobiy tuyg'usini oladi. Ushbu munosabat masofadan qat'iy nazar sodir bo'ladi.
Kvant kompyuterni kim ixtiro etdi?
Kvant mexanikasi asoslari o'tgan asrning boshida gipoteza sifatida yoritilgan. Uning rivojlanishi Maks Plank, A Eynshteyn, Pol Dirac kabi juda yorqin fiziklar bilan bog'liq. 1980 yilda Antonov kvant hisoblash imkoniyati haqidagi fikrni taklif qildi. Bir yil o'tib Richard Feyneman nazariyani birinchi kvant kompyuterini modellashtirdi.
Endi kvant kompyuterlarni ishlab chiqarish bosqichida yaratish va hatto kvantli kompyuterning nima qilishini tasavvur qilish qiyin. Ammo bu yo'nalishni o'zlashtirish odamlarga ilm-fanning barcha sohalarida yangi kashfiyotlarni keltirib chiqaradi, mikro va makro dunyoga murojaat qilishimizga, aqliy tabiat, genetika haqida ko'proq bilib olish imkonini beradi.