ట్యుటోరియల్స్

A క్వాంటం ప్రాసెసర్ అంటే ఏమిటి మరియు ఇది ఎలా పనిచేస్తుంది?

విషయ సూచిక:

Anonim

క్వాంటం ప్రాసెసర్ అంటే ఏమిటి మరియు ఇది ఎలా పని చేస్తుంది అని మీరు ఆలోచిస్తూ ఉండవచ్చు. ఈ వ్యాసంలో మేము ఈ ప్రపంచాన్ని పరిశీలిస్తాము మరియు ఈ వింత జీవి గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తాము, బహుశా ఒక రోజు మన అందమైన RGB చట్రంలో భాగం, క్వాంటం ఆఫ్ కోర్సు.

విషయ సూచిక

ఈ జీవితంలో ప్రతిదీ వలె, మీరు స్వీకరించండి లేదా చనిపోతారు. మరియు సాంకేతిక పరిజ్ఞానంతో ఏమి జరుగుతుందో మరియు ఖచ్చితంగా మిలియన్ల సంవత్సరాల జీవులుగా కాదు, కానీ సంవత్సరాలు లేదా నెలల వ్యవధిలో. సాంకేతిక పరిజ్ఞానం మందకొడిగా సాగుతోంది మరియు పెద్ద కంపెనీలు తమ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలలో నిరంతరం ఆవిష్కరిస్తున్నాయి. పర్యావరణాన్ని పరిరక్షించడానికి ఎక్కువ శక్తి మరియు తక్కువ వినియోగం నేడు ఫ్యాషన్‌గా ఉన్నాయి. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల సూక్ష్మీకరణ దాదాపు భౌతిక పరిమితిని చేరుకునే దశకు మేము చేరుకున్నాము. ఇంటెల్ అది 5nm అవుతుందని, అంతకు మించి చెల్లుబాటు అయ్యే మూర్ యొక్క చట్టం ఉండదు. కానీ మరొక సంఖ్య బలాన్ని పొందుతుంది మరియు ఇది క్వాంటం ప్రాసెసర్. త్వరలో మేము దాని యొక్క అన్ని ప్రయోజనాలను వివరించడం ప్రారంభిస్తాము.

ఐబిఎమ్‌కి పూర్వగామిగా, మైక్రోసాఫ్ట్, గూగుల్, ఇంటెల్ మరియు నాసా వంటి పెద్ద కంపెనీలు ఇప్పటికే అత్యంత విశ్వసనీయమైన మరియు శక్తివంతమైన క్వాంటం ప్రాసెసర్‌ను ఎవరు నిర్మించగలరో చూడటానికి పోరాటంలో ధైర్యంగా ఉన్నారు. మరియు ఇది ఖచ్చితంగా సమీప భవిష్యత్తు. ఈ క్వాంటం ప్రాసెసర్ గురించి మనం చూస్తాము

మాకు క్వాంటం ప్రాసెసర్ అవసరమా?

ప్రస్తుత ప్రాసెసర్లు ట్రాన్సిస్టర్‌లపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ట్రాన్సిస్టర్‌ల కలయికను ఉపయోగించి, వాటి ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ సంకేతాలను ప్రాసెస్ చేయడానికి లాజిక్ గేట్లు నిర్మించబడతాయి. మేము తార్కిక ద్వారాల శ్రేణిలో చేరితే మేము ప్రాసెసర్‌ను పొందుతాము.

సమస్య దాని ప్రాథమిక యూనిట్ అయిన ట్రాన్సిస్టర్లలో ఉంటుంది. మేము వీటిని సూక్ష్మీకరించినట్లయితే, ఎక్కువ ప్రాసెసింగ్ శక్తిని అందిస్తూ, ఒకే చోట ఎక్కువ ఉంచవచ్చు. అయితే, వీటన్నిటికీ భౌతిక పరిమితి ఉంది, మేము ట్రాన్సిస్టర్‌లను నానోమీటర్ల క్రమంలో ఉన్నంత చిన్నగా చేరుకున్నప్పుడు, వాటిని సరిగ్గా చేయటానికి ఎలక్ట్రాన్‌ల లోపల సమస్యలు కనిపిస్తాయి. ఇవి వాటి ఛానెల్ నుండి జారిపడి, ట్రాన్సిస్టర్‌లోని ఇతర అంశాలతో ide ీకొని, గొలుసు వైఫల్యాలకు కారణమయ్యే అవకాశం ఉంది.

క్లాసిక్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించి ప్రాసెసర్‌లను తయారు చేయడానికి మేము ప్రస్తుతం భద్రత మరియు స్థిరత్వం యొక్క పరిమితిని చేరుకుంటున్నాము.

క్వాంటం కంప్యూటింగ్

మనం తెలుసుకోవలసిన మొదటి విషయం ఏమిటంటే క్వాంటం కంప్యూటింగ్ అంటే ఏమిటి, మరియు వివరించడం అంత సులభం కాదు. ఈ భావన ఈ రోజు మనకు తెలిసిన క్లాసికల్ కంప్యూటింగ్ నుండి బయలుదేరుతుంది, ఇది తార్కిక గొలుసులను రూపొందించడానికి విద్యుత్ ప్రేరణ యొక్క బిట్స్ లేదా "0" (0.5 వోల్ట్లు) మరియు "1" (3 వోల్ట్లు) యొక్క బైనరీ స్థితులను ఉపయోగిస్తుంది. లెక్కించదగిన సమాచారం.

Uza.uz ఫాంట్

క్వాంటం కంప్యూటింగ్ దాని భాగానికి క్విబిట్ లేదా క్యూబిట్ అనే పదాన్ని క్రియాత్మక సమాచారాన్ని సూచిస్తుంది. ఒక క్విట్‌లో 0 మరియు 1 వంటి రెండు రాష్ట్రాలు మాత్రమే ఉండవు, కానీ ఇది ఒకేసారి 0 మరియు 1 లేదా 1 మరియు 0 లను కలిగి ఉంటుంది, అనగా, ఈ రెండు రాష్ట్రాలను ఒకే సమయంలో కలిగి ఉంటుంది. వివిక్త విలువలు 1 లేదా 0 తీసుకునే మూలకం మన వద్ద లేదని ఇది సూచిస్తుంది, కానీ, ఇది రెండు రాష్ట్రాలను కలిగి ఉంటుంది కాబట్టి, ఇది నిరంతర స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు దానిలో, ఎక్కువ స్థిరంగా ఉండే కొన్ని రాష్ట్రాలు ఉంటాయి.

మరింత క్విట్స్ మరింత సమాచారాన్ని ప్రాసెస్ చేయవచ్చు

ఖచ్చితంగా రెండు కంటే ఎక్కువ రాష్ట్రాలను కలిగి ఉండగల సామర్థ్యం మరియు ఒకేసారి వీటిలో చాలా వరకు ఉండటం, దాని శక్తి. మేము ఒకేసారి మరియు తక్కువ సమయంలో ఎక్కువ గణనలను చేయగలుగుతాము. మరింత క్విట్‌లు మరింత సమాచారాన్ని ప్రాసెస్ చేయవచ్చు, ఈ కోణంలో ఇది సాంప్రదాయ సిపియుల మాదిరిగానే ఉంటుంది.

క్వాంటం కంప్యూటర్ ఎలా పనిచేస్తుంది

క్వాంటం ప్రాసెసర్‌ను రూపొందించే కణాలను నియంత్రించే క్వాంటం చట్టాలపై ఈ ఆపరేషన్ ఆధారపడి ఉంటుంది. అన్ని కణాలలో ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లతో పాటు ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. మేము సూక్ష్మదర్శినిని తీసుకొని ఎలక్ట్రాన్ కణాల ప్రవాహాన్ని చూస్తే, వాటికి తరంగాల మాదిరిగానే ప్రవర్తన ఉందని మనం చూడవచ్చు. ఒక తరంగాన్ని వివరించేది ఏమిటంటే, ఇది పదార్థం యొక్క రవాణా లేకుండా శక్తి రవాణా, ఉదాహరణకు, ధ్వని, అవి మనం చూడలేని ప్రకంపనలు, కానీ అవి మన చెవులకు చేరే వరకు అవి గాలిలో ప్రయాణిస్తాయని మనకు తెలుసు.

సరే, ఎలక్ట్రాన్లు కణాలు లేదా తరంగంగా ప్రవర్తించగల కణాలు, మరియు ఇది రాష్ట్రాలు అతివ్యాప్తి చెందడానికి కారణమవుతుంది మరియు 0 మరియు 1 ఒకే సమయంలో సంభవిస్తాయి. ఇది ఒక వస్తువు యొక్క నీడలు అంచనా వేసినట్లుగా ఉంటుంది, ఒక కోణంలో మనకు ఒక ఆకారం మరియు మరొకటి కనిపిస్తుంది. రెండింటి కలయిక భౌతిక వస్తువు ఆకారాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.

కాబట్టి ఎలక్ట్రికల్ వోల్టేజ్‌లపై ఆధారపడిన బిట్‌లుగా మనకు తెలిసిన 1 లేదా 0 అనే రెండు విలువలకు బదులుగా, ఈ ప్రాసెసర్ క్వాంటా అని పిలువబడే ఎక్కువ రాష్ట్రాలతో పనిచేయగలదు. ఒక క్వాంటం, ఒక మాగ్నిట్యూడ్ తీసుకోగల కనీస విలువను కొలవడానికి అదనంగా (ఉదాహరణకు 1 వోల్ట్), ఈ పరామితి ఒక రాష్ట్రం నుండి మరొక రాష్ట్రానికి వెళ్ళేటప్పుడు అనుభవించగల అతిచిన్న వైవిధ్యాన్ని కూడా కొలవగలదు (ఉదాహరణకు, ఆకారాన్ని వేరు చేయగల సామర్థ్యం) రెండు ఏకకాల నీడల ద్వారా ఒక వస్తువు యొక్క).

మేము ఒకే సమయంలో 0, 1 మరియు 0 మరియు 1 లను కలిగి ఉండవచ్చు, అనగా, ఒకదానికొకటి పైన బిట్స్ సూపర్మోస్ చేయబడతాయి

స్పష్టంగా చెప్పాలంటే, మనం ఒకే సమయంలో 0, 1 మరియు 0 మరియు 1 లను కలిగి ఉండవచ్చు, అనగా, ఒకదానిపై ఒకటి బిట్స్ సూపర్మోస్ చేయబడతాయి. ఎక్కువ క్విట్‌లు, ఎక్కువ బిట్‌లు ఒకదానిపై ఒకటి కలిగి ఉంటాయి మరియు తరువాత ఎక్కువ విలువలు ఒకేసారి కలిగి ఉంటాయి. ఈ విధంగా, 3-బిట్ ప్రాసెసర్‌లో, ఈ 8 విలువలలో ఒకదాన్ని కలిగి ఉన్న పనులను మేము చేయాల్సి ఉంటుంది, కాని ఒకేసారి ఒకటి కంటే ఎక్కువ కాదు. మరోవైపు, 3 క్విట్ ప్రాసెసర్ కోసం మనకు ఒక కణం ఉంటుంది, అది ఒకేసారి ఎనిమిది రాష్ట్రాలను తీసుకోగలదు మరియు తరువాత ఎనిమిది ఆపరేషన్లతో ఒకేసారి పనులు చేయగలుగుతాము

మాకు ఒక ఆలోచన ఇవ్వడానికి, ఇప్పటివరకు సృష్టించిన అత్యంత శక్తివంతమైన ప్రాసెసర్ యూనిట్ ప్రస్తుతం 10 టెరాఫ్లోప్‌ల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది లేదా సెకనుకు అదే 10 బిలియన్ ఫ్లోటింగ్ పాయింట్ ఆపరేషన్లను కలిగి ఉంది. 30-క్విట్ ప్రాసెసర్ అదే సంఖ్యలో ఆపరేషన్లను చేయగలదు. IBM ఇప్పటికే 50-బిట్ క్వాంటం ప్రాసెసర్‌ను కలిగి ఉంది మరియు మేము ఇంకా ఈ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క ప్రయోగాత్మక దశలో ఉన్నాము. సాధారణ ప్రాసెసర్ కంటే పనితీరు చాలా ఎక్కువగా ఉందని మీరు చూడగలిగినందున మనం ఎంత దూరం వెళ్ళగలమో హించుకోండి. క్వాంటం ప్రాసెసర్ యొక్క క్విట్‌లు పెరిగేకొద్దీ, అది చేయగల కార్యకలాపాలు విపరీతంగా గుణించబడతాయి.

మీరు క్వాంటం ప్రాసెసర్‌ను ఎలా సృష్టించగలరు

కేవలం రెండు అవకాశాలను కలిగి ఉండటానికి బదులుగా నిరంతర రాష్ట్రాలతో పనిచేయగల పరికరానికి ధన్యవాదాలు, సమస్యలను పరిష్కరించడం ఇప్పటివరకు అసాధ్యమని పునరాలోచించడం సాధ్యపడుతుంది. లేదా ప్రస్తుత సమస్యలను వేగంగా మరియు సమర్థవంతంగా పరిష్కరించండి. ఈ అవకాశాలన్నీ క్వాంటం యంత్రంతో తెరవబడతాయి.

అణువుల లక్షణాలను "లెక్కించడానికి", మేము వాటిని సంపూర్ణ సున్నాకి దగ్గరగా ఉండే ఉష్ణోగ్రతలకు తీసుకురావాలి.

ఈ రాష్ట్రాలను సాధించడానికి, చివరికి 1 లేదా 0 గా ఉండే విద్యుత్ ప్రేరణల ఆధారంగా మేము ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించలేము. దీన్ని చేయడానికి, మనం మరింతగా చూడాలి, ప్రత్యేకంగా క్వాంటం ఫిజిక్స్ చట్టాల వద్ద. కణాలు మరియు అణువుల ద్వారా భౌతికంగా ఏర్పడిన ఈ క్విట్ ట్రాన్సిస్టర్లు చేసే పనికి సమానమైన పనిని చేయగలదని, అంటే వాటి మధ్య సంబంధాలను నియంత్రిత మార్గంలో ఏర్పరచుకునేలా చూసుకోవాలి, తద్వారా అవి మనకు కావలసిన సమాచారాన్ని అందిస్తాయి.

ఇది నిజంగా సంక్లిష్టమైనది మరియు క్వాంటం కంప్యూటింగ్‌లో అధిగమించవలసిన అంశం. ప్రాసెసర్‌ను తయారుచేసే అణువుల లక్షణాలను “లెక్కించడానికి”, మనం వాటిని సంపూర్ణ సున్నా (-273.15 డిగ్రీల సెల్సియస్) కు దగ్గరగా ఉండే ఉష్ణోగ్రతలకు తీసుకురావాలి. యంత్రం ఒక స్థితిని మరొకటి నుండి ఎలా వేరు చేయాలో తెలుసుకోవటానికి, మేము వాటిని భిన్నంగా మార్చాలి, ఉదాహరణకు, 1 V మరియు 2 V యొక్క కరెంట్, మేము 1.5 V యొక్క వోల్టేజ్ను ఉంచితే, యంత్రం అది ఒకటి లేదా మరొకటి అని తెలియదు. మరియు ఇది సాధించాలి.

క్వాంటం కంప్యూటింగ్ యొక్క ప్రతికూలతలు

ఈ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క ప్రధాన లోపం ఏమిటంటే, ఈ విభిన్న రాష్ట్రాలను నియంత్రించడం ద్వారా పదార్థం దాటగలదు. ఏకకాల రాష్ట్రాలతో, క్వాంటం అల్గోరిథంలను ఉపయోగించి స్థిరమైన గణనలను నిర్వహించడం చాలా కష్టం. మేము అనవసరమైన తోటలలోకి వెళ్ళనప్పటికీ దీనిని క్వాంటం అస్థిరత అంటారు. మనం అర్థం చేసుకోవలసిన విషయం ఏమిటంటే, మనకు ఎక్కువ క్విట్‌లు ఉంటాయి, ఎక్కువ రాష్ట్రాలు, మరియు ఎక్కువ రాష్ట్రాల సంఖ్య, మనకు ఎక్కువ వేగం ఉంటుంది, కానీ నియంత్రించడం కూడా చాలా కష్టం, సంభవించే పదార్థ మార్పులలో లోపాలు ఉంటాయి.

ఇంకా, అణువుల మరియు కణాల యొక్క ఈ క్వాంటం స్థితులను నియంత్రించే నిబంధనలు, గణన ప్రక్రియ జరుగుతున్నప్పుడు మనం గమనించలేము, ఎందుకంటే మనం జోక్యం చేసుకుంటే, అతిశయించిన రాష్ట్రాలు పూర్తిగా నాశనం అవుతాయి.

క్వాంటం రాష్ట్రాలు చాలా పెళుసుగా ఉంటాయి మరియు 0.1% క్రమం యొక్క లోపం రేటును సాధించడానికి కంప్యూటర్లు వాక్యూమ్ కింద మరియు సంపూర్ణ సున్నాకి దగ్గరగా ఉండే ఉష్ణోగ్రతలలో పూర్తిగా వేరుచేయబడాలి. ద్రవ శీతలీకరణ తయారీదారులు బ్యాటరీలను ఉంచారు లేదా మేము క్రిస్మస్ కోసం క్వాంటం కంప్యూటర్ అయిపోతాము. వీటన్నిటి కారణంగా, కనీసం మీడియం టర్మ్‌లో వినియోగదారుల కోసం క్వాంటం కంప్యూటర్లు ఉంటాయి, బహుశా వీటిలో కొన్ని అవసరమైన పరిస్థితులలో ప్రపంచవ్యాప్తంగా పంపిణీ చేయబడతాయి మరియు మేము వాటిని ఇంటర్నెట్ ద్వారా యాక్సెస్ చేయవచ్చు.

అప్లికేషన్లు

వాటి ప్రాసెసింగ్ శక్తితో, ఈ క్వాంటం ప్రాసెసర్లు ప్రధానంగా శాస్త్రీయ గణన కోసం మరియు గతంలో పరిష్కరించలేని సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించబడతాయి. అప్లికేషన్ ప్రాంతాలలో మొదటిది బహుశా కెమిస్ట్రీ, ఎందుకంటే క్వాంటం ప్రాసెసర్ కణ కెమిస్ట్రీ ఆధారంగా ఒక మూలకం. దీనికి కృతజ్ఞతలు పదార్థం యొక్క క్వాంటం స్థితులను అధ్యయనం చేయగలవు, ఈ రోజు సంప్రదాయ కంప్యూటర్ల ద్వారా పరిష్కరించడం అసాధ్యం.

  • మార్కెట్లో ఉత్తమ ప్రాసెసర్లను చదవమని మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము

దీని తరువాత ఇది మానవ జన్యువు అధ్యయనం, వ్యాధుల పరిశోధన మొదలైన వాటికి దరఖాస్తులను కలిగి ఉంటుంది. అవకాశాలు భారీగా ఉన్నాయి మరియు వాదనలు నిజమైనవి, కాబట్టి మేము మాత్రమే వేచి ఉండగలము. క్వాంటం ప్రాసెసర్ యొక్క సమీక్ష కోసం మేము సిద్ధంగా ఉంటాము!

ట్యుటోరియల్స్

సంపాదకుని ఎంపిక

Back to top button