క్వాంటం కంప్యూటింగ్ అంటే ఏమిటి మరియు భూమి యొక్క భవిష్యత్తు దానిపై ఎందుకు ఆధారపడి ఉంటుంది?

కంప్యూటింగ్ శక్తి సంక్షోభ దశకు చేరుకుంటుంది. కంప్యూటర్లు ప్రవేశపెట్టినప్పటి నుండి 2040 నాటికి మేము ధోరణిని అనుసరిస్తూ ఉంటే, క్వాంటం కంప్యూటింగ్‌ను పగులగొట్టగలిగితే తప్ప, ప్రపంచంలోని అన్ని యంత్రాలకు శక్తినిచ్చే సామర్ధ్యం మాకు ఉండదు.

పిడిఎఫ్ నుండి పదానికి పట్టికను కాపీ చేయండి

క్వాంటం కంప్యూటర్లు వారి క్లాసికల్ కౌంటర్ కంటే వేగవంతమైన వేగం మరియు బలమైన భద్రతను వాగ్దానం చేస్తాయి మరియు శాస్త్రవేత్తలు దశాబ్దాలుగా క్వాంటం కంప్యూటర్‌ను రూపొందించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు.

క్వాంటం అంటే ఏమిటి మరియు ఇది మనకు ఎలా సహాయపడుతుంది?

క్వాంటం కంప్యూటింగ్ క్లాసికల్ కంప్యూటింగ్ నుండి ఒక ప్రాథమిక మార్గంలో భిన్నంగా ఉంటుంది-సమాచారం నిల్వ చేయబడిన విధానం. క్వాంటం కంప్యూటింగ్ క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క వింత ఆస్తిని సూపర్పోజిషన్ అని పిలుస్తుంది. అంటే క్లాసికల్ కంప్యూటింగ్‌లో కనిపించే సమానమైన దానికంటే ఒక ‘యూనిట్’ చాలా ఎక్కువ సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

సమాచారం ‘ బిట్స్ ’రాష్ట్రంలో‘ 1 ‘లేదా‘ 0 , ’ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేసే లైట్ స్విచ్ వంటిది. దీనికి విరుద్ధంగా, క్వాంటం కంప్యూటింగ్ సమాచార యూనిట్‌ను కలిగి ఉంటుంది ‘ 1 , ’‘ 0 , ’లేదా ఎ రెండు రాష్ట్రాల సూపర్ స్థానం .

సూపర్‌పొజిషన్‌ను గోళంగా భావించండి. ‘ 1 ‘ఉత్తర ధ్రువం వద్ద వ్రాయబడింది, మరియు‘ 0 ‘దక్షిణాన వ్రాయబడింది-రెండు క్లాసికల్ బిట్స్. అయినప్పటికీ, ధ్రువాల మధ్య ఎక్కడైనా ఒక క్వాంటం బిట్ (లేదా క్విట్) కనుగొనవచ్చు.

అదే సమయంలో ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయగల క్వాంటం బిట్స్, విప్లవాత్మకమైన, అధిక-పనితీరు గల నమూనాను అందిస్తాయి, ఇక్కడ సమాచారం నిల్వ చేయబడుతుంది మరియు మరింత సమర్థవంతంగా ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది, డాక్టర్ అన్నారు. కుయ్-లిన్ చియు మసాచుసెట్స్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీలో పదార్థాల క్వాంటం యాంత్రిక ప్రవర్తన కోసం డాక్టర్ చియు ఒక పరిశోధకుడు.

ఒక యూనిట్‌లో ఎక్కువ మొత్తంలో సమాచారాన్ని నిల్వ చేయగల సామర్థ్యం అంటే, ఈ రోజు మనం ఉపయోగించే కంప్యూటర్ల కంటే క్వాంటం కంప్యూటింగ్ వేగంగా మరియు శక్తి-సమర్థవంతంగా ఉంటుంది. కాబట్టి సాధించడం ఎందుకు చాలా కష్టం?

క్విట్‌లు తయారు చేయడం

క్వాంటం కంప్యూటర్ యొక్క వెన్నెముక అయిన క్యూబిట్స్ తయారు చేయడం గమ్మత్తైనది మరియు ఒకసారి స్థాపించబడితే వాటిని నియంత్రించడం కూడా కష్టం. శాస్త్రవేత్తలు క్వాంటం కంప్యూటర్‌లో పనిచేసే నిర్దిష్ట మార్గాల్లో ఇంటరాక్ట్ అవ్వాలి.

సూపర్ కండక్టింగ్ పదార్థాలు, అయాన్ ఉచ్చులలో ఉంచిన అయాన్లు, వ్యక్తిగత తటస్థ అణువులను మరియు వాటిని నిర్మించడానికి వివిధ సంక్లిష్టత యొక్క అణువులను ఉపయోగించి పరిశోధకులు ప్రయత్నించారు. అయినప్పటికీ, వాటిని ఎక్కువ కాలం క్వాంటం సమాచారాన్ని పట్టుకోవడం కష్టమని రుజువు చేస్తోంది.

సంబంధిత చూడండి మీ స్వంత PC ని ఎలా నిర్మించాలో

ఇటీవలి పరిశోధనలో, MIT లోని శాస్త్రవేత్తలు కేవలం రెండు అణువులతో తయారు చేసిన సాధారణ అణువుల సమూహాన్ని క్విట్‌లుగా ఉపయోగించి ఒక కొత్త విధానాన్ని రూపొందించారు.

మేము అల్ట్రాకోల్డ్ అణువులను 'క్విట్స్'గా ఉపయోగిస్తున్నాము, కాగితం యొక్క ప్రధాన రచయిత ప్రొఫెసర్ మార్టిన్ జ్విర్లీన్ 2017 లో ఆల్ఫర్‌తో చెప్పారు. అణువులు, అయాన్లు, సూపర్ కండక్టింగ్ క్విట్‌లు వంటి ఇతర వ్యవస్థలపై చాలా ప్రయోజనకరమైన లక్షణాలతో, అణువులను క్వాంటం సమాచారం యొక్క క్యారియర్‌గా చాలాకాలంగా ప్రతిపాదించారు. , మొదలైనవి. ఇక్కడ, మేము మొదటిసారిగా చూపిస్తాము, అటువంటి క్వాంటం సమాచారాన్ని మీరు ఎక్కువ కాలం అల్ట్రాకోల్డ్ అణువుల వాయువులో నిల్వ చేయవచ్చు. వాస్తవానికి, చివరికి క్వాంటం కంప్యూటర్ కూడా లెక్కలు చేయవలసి ఉంటుంది, ఉదాహరణకు, గేట్లు అని పిలవబడే వాటిని గ్రహించడానికి క్విట్‌లు ఒకదానితో ఒకటి సంకర్షణ చెందుతాయి. Zwierlein కొనసాగించాడు, కానీ మొదట, మీరు క్వాంటం సమాచారాన్ని కూడా పట్టుకోగలరని మీరు చూపించాలి, అదే మేము చేసాము.

MIT వద్ద సృష్టించబడిన క్విట్‌లు మునుపటి ప్రయత్నాల కంటే ఎక్కువ సమయం క్వాంటం సమాచారాన్ని కలిగి ఉన్నాయి, కానీ ఇప్పటికీ ఒక సెకను మాత్రమే. ఈ కాలపరిమితి చిన్నదిగా అనిపించవచ్చు, కాని ఇది వాస్తవానికి పోల్చదగిన ప్రయోగం కంటే వెయ్యి రెట్లు ఎక్కువ అని జ్వెర్లీన్ వివరించారు.

ఇటీవల, న్యూ సౌత్ వేల్స్ విశ్వవిద్యాలయం పరిశోధకులు క్వాంటం కంప్యూటింగ్ వైపు దూసుకెళ్లడంలో గణనీయమైన పురోగతి సాధించారు. వారు ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ క్విట్ అని పిలువబడే కొత్త రకం క్విట్‌ను కనుగొన్నారు, ఇది ఎలక్ట్రాన్ మరియు భాస్వరం అణువు యొక్క కేంద్రకాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. అవి అయస్కాంతానికి బదులుగా ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ ద్వారా నియంత్రించబడతాయి, వాటిని పంపిణీ చేయడం సులభం చేస్తుంది. ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌ను ఉపయోగించి ఎలక్ట్రాన్‌ను న్యూక్లియస్ నుండి దూరంగా లాగడం ద్వారా ఎలక్ట్రిక్ డైపోల్‌ను సృష్టించడం ద్వారా ‘ఫ్లిప్-ఫ్లాప్’ క్విట్ పనిచేస్తుంది.

క్విట్స్ దాటి

శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించాల్సిన అవసరం కేవలం క్విట్స్ మాత్రమే కాదు. క్వాంటం కంప్యూటింగ్ చిప్‌లను విజయవంతంగా తయారు చేయడానికి వారు పదార్థాన్ని కూడా నిర్ణయించాలి.

చియు కాగితం , 2017 లో ఇంతకు ముందు ప్రచురించబడినది, క్వాంటం కంప్యూటింగ్ చిప్‌కు ఆధారమైన పదార్థాల అల్ట్రా-సన్నని పొరలను కనుగొంది. చియు ఆల్ఫర్‌తో మాట్లాడుతూ, ఈ పరిశోధన గురించి ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, మనం సరైన పదార్థాన్ని ఎలా ఎంచుకుంటాము, దాని ప్రత్యేక లక్షణాలను తెలుసుకుంటాము మరియు తగిన క్విట్‌ను నిర్మించడానికి దాని ప్రయోజనాన్ని ఉపయోగిస్తాము.

సిలికాన్ చిప్‌లపై ట్రాన్సిస్టర్‌ల సాంద్రత ప్రతి 18 నెలలకు రెట్టింపు అవుతుందని మూర్స్ లా అంచనా వేసింది, చియు ఆల్ఫర్‌తో చెప్పారు. ఏదేమైనా, క్రమంగా కుంచించుకుపోయిన ఈ ట్రాన్సిస్టర్లు చివరికి క్వాంటం మెకానిక్స్ ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తున్న చిన్న స్థాయికి చేరుకుంటాయి.

చియు సూచించిన మూర్స్ లా, 1970 లో ఇంటెల్ సహ వ్యవస్థాపకుడు గోర్డాన్ మూర్ చేత అభివృద్ధి చేయబడిన కంప్యూటింగ్ పదం. కంప్యూటర్ల కోసం మొత్తం ప్రాసెసింగ్ శక్తి ప్రతి రెండు సంవత్సరాలకు రెట్టింపు అవుతుందని ఇది పేర్కొంది. చియు చెప్పినట్లుగా, చిప్స్ సాంద్రత తగ్గుతుంది-క్వాంటం కంప్యూటింగ్ చిప్స్ సమర్థవంతంగా సమాధానం ఇవ్వగల సమస్య.

క్వాంటం కంప్యూటింగ్ అంతిమ ఆవిరివేర్?

ఆవిరివేర్ అంటే ఏమిటి?

ఒకవేళ మీరు ఈ పదాన్ని ఎప్పుడూ వినలేదు ఆవిరివేర్ , ఇది తప్పనిసరిగా సాఫ్ట్‌వేర్-సంబంధిత ఉత్పత్తి, ఇది ప్రచారం చేయబడినది కాని ఇంకా అందుబాటులో లేదు లేదా ఎప్పటికీ అందుబాటులో ఉండదు. ఒక సాఫ్ట్‌వేర్ ఉత్పత్తి ఒక ఉదాహరణ, ఇది భారీగా మార్కెట్ చేయబడినది కాని రోజు వెలుగును చూడలేదు.

క్వాంటం కంప్యూటర్ల ప్రభావం మరియు వ్యాపార మరియు పరిశోధనా వాతావరణాలలో వివిధ పురోగతుల గురించి ప్రజలు దశాబ్దాలుగా ఆశావహ అంచనాలు చేసినప్పటికీ, క్వాంటం కంప్యూటింగ్ కలని సాధించడానికి మనం ఎంత దగ్గరగా ఉన్నాము? ఈ పరిస్థితి భవిష్యత్ ఆవిరి సాఫ్ట్‌వేర్ యొక్క అంచనా కాదా, లేదా అది ఏదో ఉపయోగకరంగా మారుతుందా?

మేము లోతుగా పరిశోధించాము క్వాంటం కంప్యూటింగ్ యొక్క వాస్తవికత మరొక వ్యాసంలో. సారాంశంలో, క్వాంటం కంప్యూటర్ సాంప్రదాయిక కంప్యూటర్ కంటే వచ్చే ఏడాది లేదా రెండు సంవత్సరాల్లో చాలా అవాస్తవ గణనను వేగంగా చేస్తుంది. అయితే, ఇది సూటిగా జరిగే ప్రక్రియ కాదు మరియు ఇది రోజువారీ వినియోగదారులకు చౌకగా లేదా ప్రయోజనకరంగా ఉండదు.