Google'ın Quantum Chip Willow'un Bayan Dr. Lorenz'in beş dakika içinde bir fatura yaptığı ve klasik bir bilgisayarın yıllarca on iki katrilyon alacağı söyleniyor. Nasıl çalışır?
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Böyle bir sorun şudur: Bir yandan klasik bir algoritma var, diğer yandan farklı çalışan bir kuantum algoritması. Gerçekte karşılaştırdığınıza dikkat etmek çok zor. Bu durumda, uygulamada hiçbir ilgisi olmayan çok özel bir sorunla ilgilidir. Yani bu aslında akademik bir deney. Buna ek olarak, bu klasik bir bilgisayarın çok kötü olduğu bir sorundur. Bu bağlamda, kuantum bilgisayarın en başından beri bir avantajı vardır. Böylece bu biraz dikkatli olabilir.
Kuantum bilgisayarlar genellikle klasikten daha hızlı mı?
Bunu genel olarak söyleyemezsin. Şu anda hala büyük bir yanlış anlama var. “Daha hızlı” derseniz, bir kuantum bilgisayarın daha az bilgi işlem adımına ihtiyacı olduğunu düşünüyorsunuz. Belirli sorular için durum böyle. Bununla birlikte, bu mutlaka bir kuantum bilgisayarın da zaman içinde daha hızlı olduğu anlamına gelmez. Çünkü şu anda hala bir kuantum bilgisayardaki bir hesaplama adımının klasik bir bilgisayardan önemli ölçüde daha yavaş olması durumunda. Bir kuantum bilgisayarı, klasik bir bilgisayarın çok daha fazla bilgi işlem adımına ihtiyacı olması durumunda sadece daha hızlıdır.
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Jeanette Miriam Lorenz, Münih'teki Fraunhofer Bilişsel Sistemler Enstitüsü'nde kuantum bilgi işlem bölümüne başkanlık ediyor.
Kaynak: Fraunhofer IKS
Kuantum bilgisayarlar farklı ne yapar?
Klasik bir bilgisayar bit bekliyor. Sıfır veya bir tanımlı değeri vardır, ancak her ikisi de aynı anda asla değildir. Kuantum bilgisayarı kuantum bitlerinden oluşur – kubit olarak da adlandırılır. Bir kubit her iki eyaleti de aynı anda alabilir. Bu kuantum bitlerinden çeşitli aritmetik işlemler yapılabilir. Hesaplama sonucuyla bir şeyler yapmak istersem, kuantum bilgisayarı belirli bir noktada okumalıyım. Kuantum sistemi çöker. Bu yüzden bir kubite baktığımda, tam olarak sıfır veya bir ölçüyorum. Ama ikisi de aynı anda değil. Hile şimdi: Belli bir olasılıkla bir veya sıfır ölçüyorum. Buna göre, çok fazla deney yapmalıyım, çünkü belirli bir olasılıkla her zaman bir veya diğer sonucu alıyorum. Tabii ki, bu hoş olmayan bir mülk. Kesin bir sonuç yayınlamayan bir bilgisayara sahip olmak istemiyorum. Bu nedenle, kuantum bilgisayarlar basit eklemeler için değil, bu olasılıkları kullanabileceğiniz karmaşık hesaplamalar için kullanılır. Bu farklı bir düşünce şekli.
Bunu nasıl hayal edebilirsiniz?
Bunu Schrödinger'ın kedisiyle gösterebilirsiniz. Düşünce deneyi biraz acımasız, bunu bugün yapmazsınız. Radyoaktif bir maddeye sahip bir kutuya bir kedi koyarsınız. Radyoaktif malzeme doğal olarak kediyi zehirler – ancak sadece parçacıklar parçalanırsa. Bunu yapıp yapmadıkları belirli olasılıklara tabidir. Kutuyu tekrar açmadan önce, o sırada kedinin ölü mü yoksa canlı mı olduğunu bilmiyorum. O zamana kadar, üst üste binmiş bir durumda. Kubitler için de aynı. Sadece baktığımda bir sonucum var – ve bu olasılıklara bağlı.
Eğer hızla ilgili değilse – kuantum hesaplamanın avantajı nedir?
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Avantajı, bu olasılıkları düşünmemizdir. Bu tamamen farklı bir düşünce. Soru şu: Şimdi ne kullanıyoruz? Kuantum bilgisayarların gelecekte klasik bilgisayarlarla birlikte çalışması muhtemeldir. O zaman bu özel düşünme biçiminden yararlanan hesaplamaları dış kaynak kullanacaksınız. Sadece bunun ne olacağını araştırıyorsun.
Kişi, çok yüksek bir bilgi yoğunluğu ile ilgili hesaplamalar olabileceğini düşünüyor. Klasik algoritmalara kıyasla oldukça umut verici olan bazı kuantum algoritmaları vardır. Önemli bir örnek Grover algoritmasıdır. Bu, verimli bir veritabanını verimli bir şekilde aramanızı sağlar. En kötü durumda, ihtiyacınız olanı bulmadan önce bir veritabanındaki her öğeye bakmanız gerekir. Grover algoritması bunu aynı anda çeşitli seçeneğe bakarak önemli ölçüde daha az denemede yaratır. Bu algoritma daha karmaşık olanlara dahil edilebilir ve böylece endüstriyel bağlamlarda soruları çözülebilir. Özellikle, örneğin optimizasyon problemleri durumunda – örneğin lojistikte. Örneğin, konuşma dilinde formüle edilir: en hızlı pizzayı nasıl sunarız?
Uygulama Örneği Pizzabote: Kuantum algoritmaları teslimatların verimli bir şekilde düzenlenmesine yardımcı olmalıdır.
Kaynak: Jan Woitas/DPA Merkezi Resim
Kuantum bilgisayarların hangi uygulama alanları hala düşünülebilir?
Bir alan, örneğin ilaç gelişimi olacaktır. Kuantum mekanik düşünme zaten oradadır çünkü ilaç moleküler veya atomik düzeyde çalışır. Moleküllerin bir etkisi için vücuda yerleştirilmesi gerekir. Bu tür süreçleri tanımlamak için bir noktada kuantum fiziği geliştirilmiştir. Kuantum bilgisayarlara sahip simülasyonlarda ilaç için ilaç adaylarının daha hızlı ve daha hassas bir şekilde test edilebileceğini umuyoruz. Bu, yeni ilaç kabul edilene kadar zamanı kısaltabilir.
Kuantum bilgisayarların ne zaman kullanılmasını bekleyebiliriz?
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Buna gerçekten iyi cevap veremezsin. Belli bir doğruluk elde eden daha fazla kuantum bilgisayar elde ediyoruz. Bu, teknolojinin kullanılabilmesi için önemli bir adımdır. Ancak mükemmel bir kübitten memnun değiliz, ancak hesaplamaların işe yaraması için birkaç mükemmel kubite ihtiyacımız var. Endüstriyel kapsamı ve standardı üretmek için birçok geliştirme adımı hala gereklidir. Neredeyse kesinlikle yarın o kadar uzak olmayacağını söyleyebilirsiniz.
Kuantum bilgisayarların düzenli olarak kullanıldığı bir dünyayı nasıl hayal edebilirsiniz?
Genel olarak konuşursak, çok daha verimli bir dünyada yaşayacağız. Normal kullanıcı kuantum bilgisayarları çok fazla fark etmeyecektir. Toplam bir algoritmada gizlenecekler. Bir kullanıcı olarak, yalnızca robotik çim biçme makinesinin bir engel daha hızlı tanıyabileceğinden memnunsınız.
Google ayrıca Willow'un çok hızlı olabileceğini söyledi çünkü aynı anda birkaç evren bekliyor. Bu, çoklu evrede yaşadığımız anlamına mı geliyor?
Biraz zor buluyorum. Kuantum fizikçileri arasında bunun gerçekten kastedilip anlamalı olup olmadığı veya bunu bir resim olarak anlamanız gerekip gerekmediği konusunda bir tartışma vardır. Fizikte her zaman bazı teorilerin farklı evrenlerle çalışması gerektiği fikirleri vardır.
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Kuantum fiziği, temel parçacıkların çok garip davrandığını fark etti – görünür dünyamızda bildiğimiz gibi değil. Bu, çift sütun deneyi ile gösterilebilir: Temel parçacıklar iki dar, paralel sütun tarafından çekildi. Bir parçacığın her iki yolu da bu deliklerden aldığını göstermiştir. Bir çözüm elde etmek için, bu parçacıkların her yolunu hesaplamanız ve ardından her iki yolu da bir araya getirmeniz gerekir. Bununla birlikte, genel resme bakmadan önce her yol ayrı olarak da görüntülenebilir. Fikir, her yolu bir olasılık ve dolayısıyla paralel bir dünya olarak hayal etmek açıktır. Prensip olarak, bu da farklı olasılıklar olarak görülebilir. Bu daha çok bilim felsefesi meselesidir. Paralel evrenler fikrini düşünce desteği veya metafor olarak anlardım. Fikir büyüleyici.
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Böyle bir sorun şudur: Bir yandan klasik bir algoritma var, diğer yandan farklı çalışan bir kuantum algoritması. Gerçekte karşılaştırdığınıza dikkat etmek çok zor. Bu durumda, uygulamada hiçbir ilgisi olmayan çok özel bir sorunla ilgilidir. Yani bu aslında akademik bir deney. Buna ek olarak, bu klasik bir bilgisayarın çok kötü olduğu bir sorundur. Bu bağlamda, kuantum bilgisayarın en başından beri bir avantajı vardır. Böylece bu biraz dikkatli olabilir.
Kuantum bilgisayarlar genellikle klasikten daha hızlı mı?
Bunu genel olarak söyleyemezsin. Şu anda hala büyük bir yanlış anlama var. “Daha hızlı” derseniz, bir kuantum bilgisayarın daha az bilgi işlem adımına ihtiyacı olduğunu düşünüyorsunuz. Belirli sorular için durum böyle. Bununla birlikte, bu mutlaka bir kuantum bilgisayarın da zaman içinde daha hızlı olduğu anlamına gelmez. Çünkü şu anda hala bir kuantum bilgisayardaki bir hesaplama adımının klasik bir bilgisayardan önemli ölçüde daha yavaş olması durumunda. Bir kuantum bilgisayarı, klasik bir bilgisayarın çok daha fazla bilgi işlem adımına ihtiyacı olması durumunda sadece daha hızlıdır.
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Jeanette Miriam Lorenz, Münih'teki Fraunhofer Bilişsel Sistemler Enstitüsü'nde kuantum bilgi işlem bölümüne başkanlık ediyor.
Kaynak: Fraunhofer IKS
Kuantum bilgisayarlar farklı ne yapar?
Klasik bir bilgisayar bit bekliyor. Sıfır veya bir tanımlı değeri vardır, ancak her ikisi de aynı anda asla değildir. Kuantum bilgisayarı kuantum bitlerinden oluşur – kubit olarak da adlandırılır. Bir kubit her iki eyaleti de aynı anda alabilir. Bu kuantum bitlerinden çeşitli aritmetik işlemler yapılabilir. Hesaplama sonucuyla bir şeyler yapmak istersem, kuantum bilgisayarı belirli bir noktada okumalıyım. Kuantum sistemi çöker. Bu yüzden bir kubite baktığımda, tam olarak sıfır veya bir ölçüyorum. Ama ikisi de aynı anda değil. Hile şimdi: Belli bir olasılıkla bir veya sıfır ölçüyorum. Buna göre, çok fazla deney yapmalıyım, çünkü belirli bir olasılıkla her zaman bir veya diğer sonucu alıyorum. Tabii ki, bu hoş olmayan bir mülk. Kesin bir sonuç yayınlamayan bir bilgisayara sahip olmak istemiyorum. Bu nedenle, kuantum bilgisayarlar basit eklemeler için değil, bu olasılıkları kullanabileceğiniz karmaşık hesaplamalar için kullanılır. Bu farklı bir düşünce şekli.
Bunu nasıl hayal edebilirsiniz?
Bunu Schrödinger'ın kedisiyle gösterebilirsiniz. Düşünce deneyi biraz acımasız, bunu bugün yapmazsınız. Radyoaktif bir maddeye sahip bir kutuya bir kedi koyarsınız. Radyoaktif malzeme doğal olarak kediyi zehirler – ancak sadece parçacıklar parçalanırsa. Bunu yapıp yapmadıkları belirli olasılıklara tabidir. Kutuyu tekrar açmadan önce, o sırada kedinin ölü mü yoksa canlı mı olduğunu bilmiyorum. O zamana kadar, üst üste binmiş bir durumda. Kubitler için de aynı. Sadece baktığımda bir sonucum var – ve bu olasılıklara bağlı.
Eğer hızla ilgili değilse – kuantum hesaplamanın avantajı nedir?
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Avantajı, bu olasılıkları düşünmemizdir. Bu tamamen farklı bir düşünce. Soru şu: Şimdi ne kullanıyoruz? Kuantum bilgisayarların gelecekte klasik bilgisayarlarla birlikte çalışması muhtemeldir. O zaman bu özel düşünme biçiminden yararlanan hesaplamaları dış kaynak kullanacaksınız. Sadece bunun ne olacağını araştırıyorsun.
Kişi, çok yüksek bir bilgi yoğunluğu ile ilgili hesaplamalar olabileceğini düşünüyor. Klasik algoritmalara kıyasla oldukça umut verici olan bazı kuantum algoritmaları vardır. Önemli bir örnek Grover algoritmasıdır. Bu, verimli bir veritabanını verimli bir şekilde aramanızı sağlar. En kötü durumda, ihtiyacınız olanı bulmadan önce bir veritabanındaki her öğeye bakmanız gerekir. Grover algoritması bunu aynı anda çeşitli seçeneğe bakarak önemli ölçüde daha az denemede yaratır. Bu algoritma daha karmaşık olanlara dahil edilebilir ve böylece endüstriyel bağlamlarda soruları çözülebilir. Özellikle, örneğin optimizasyon problemleri durumunda – örneğin lojistikte. Örneğin, konuşma dilinde formüle edilir: en hızlı pizzayı nasıl sunarız?
Uygulama Örneği Pizzabote: Kuantum algoritmaları teslimatların verimli bir şekilde düzenlenmesine yardımcı olmalıdır.
Kaynak: Jan Woitas/DPA Merkezi Resim
Kuantum bilgisayarların hangi uygulama alanları hala düşünülebilir?
Bir alan, örneğin ilaç gelişimi olacaktır. Kuantum mekanik düşünme zaten oradadır çünkü ilaç moleküler veya atomik düzeyde çalışır. Moleküllerin bir etkisi için vücuda yerleştirilmesi gerekir. Bu tür süreçleri tanımlamak için bir noktada kuantum fiziği geliştirilmiştir. Kuantum bilgisayarlara sahip simülasyonlarda ilaç için ilaç adaylarının daha hızlı ve daha hassas bir şekilde test edilebileceğini umuyoruz. Bu, yeni ilaç kabul edilene kadar zamanı kısaltabilir.
Kuantum bilgisayarların ne zaman kullanılmasını bekleyebiliriz?
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Buna gerçekten iyi cevap veremezsin. Belli bir doğruluk elde eden daha fazla kuantum bilgisayar elde ediyoruz. Bu, teknolojinin kullanılabilmesi için önemli bir adımdır. Ancak mükemmel bir kübitten memnun değiliz, ancak hesaplamaların işe yaraması için birkaç mükemmel kubite ihtiyacımız var. Endüstriyel kapsamı ve standardı üretmek için birçok geliştirme adımı hala gereklidir. Neredeyse kesinlikle yarın o kadar uzak olmayacağını söyleyebilirsiniz.
Kuantum bilgisayarların düzenli olarak kullanıldığı bir dünyayı nasıl hayal edebilirsiniz?
Genel olarak konuşursak, çok daha verimli bir dünyada yaşayacağız. Normal kullanıcı kuantum bilgisayarları çok fazla fark etmeyecektir. Toplam bir algoritmada gizlenecekler. Bir kullanıcı olarak, yalnızca robotik çim biçme makinesinin bir engel daha hızlı tanıyabileceğinden memnunsınız.
Google ayrıca Willow'un çok hızlı olabileceğini söyledi çünkü aynı anda birkaç evren bekliyor. Bu, çoklu evrede yaşadığımız anlamına mı geliyor?
Biraz zor buluyorum. Kuantum fizikçileri arasında bunun gerçekten kastedilip anlamalı olup olmadığı veya bunu bir resim olarak anlamanız gerekip gerekmediği konusunda bir tartışma vardır. Fizikte her zaman bazı teorilerin farklı evrenlerle çalışması gerektiği fikirleri vardır.
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Daha sonra daha fazlasını okuyun Reklamcılık
Kuantum fiziği, temel parçacıkların çok garip davrandığını fark etti – görünür dünyamızda bildiğimiz gibi değil. Bu, çift sütun deneyi ile gösterilebilir: Temel parçacıklar iki dar, paralel sütun tarafından çekildi. Bir parçacığın her iki yolu da bu deliklerden aldığını göstermiştir. Bir çözüm elde etmek için, bu parçacıkların her yolunu hesaplamanız ve ardından her iki yolu da bir araya getirmeniz gerekir. Bununla birlikte, genel resme bakmadan önce her yol ayrı olarak da görüntülenebilir. Fikir, her yolu bir olasılık ve dolayısıyla paralel bir dünya olarak hayal etmek açıktır. Prensip olarak, bu da farklı olasılıklar olarak görülebilir. Bu daha çok bilim felsefesi meselesidir. Paralel evrenler fikrini düşünce desteği veya metafor olarak anlardım. Fikir büyüleyici.