ভবিষ্যতের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি বাইনারি, ত্রৈমাসিক বা চৌম্বকীয় সংখ্যা সিস্টেমটি ব্যবহার করবে?

Question

আমাদের বর্তমান কম্পিউটারগুলি বিট ব্যবহার করে, তাই তারা বাইনারি সংখ্যা সিস্টেম ব্যবহার করে। তবে আমি শুনেছি ভবিষ্যতের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি সরল বিটের পরিবর্তে কুইট ব্যবহার করবে।

যেহেতু "কুইট" শব্দটিতে "দ্বি" শব্দটি আছে আমি প্রথমে ভেবেছিলাম যে এর অর্থ কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি বাইনারি (বেস 2) ব্যবহার করবে।

তবে আমি শুনেছি কুইটসের তিনটি সম্ভাব্য অবস্থা রয়েছে: 0, 1, বা 0 এবং 1 এর একটি সুপারপজিশন। সুতরাং আমি তখন ভেবেছিলাম যে এর অর্থ অবশ্যই তারা অবশ্যই তিনটি (বেস 3) ব্যবহার করবে।

কিন্তু তখন আমি দেখেছি যে একটি কোয়েট দুটি বিট হিসাবে যতটা তথ্য রাখতে পারে। সুতরাং আমি ভেবেছিলাম যে এর অর্থ সম্ভবত এই যে তারা চতুর্ভুজ (বেস 4) ব্যবহার করবে।

তাহলে ভবিষ্যতে কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি কোন সংখ্যা পদ্ধতিতে ব্যবহার করবে: বাইনারি, ত্রৈমাসিক বা চৌম্বকীয়?

Comments

একটি কিউবিট তিনটির নয়। আরও মনে রাখবেন যে "বিট" কখনও কখনও "এক প্রতীক" এর সমার্থক শব্দ হিসাবে ব্যবহৃত হয় (অর্থাত্ দুটি ব্যাসের সাথে সিস্টেমগুলিও শব্দটি ব্যবহার করতে পারে)।

— রাফেল

মোটামুটিভাবে ইনপুট / আউটপুট বলতে বাইনারি হয় তবে অন্তর্বর্তী গণনাগুলি

— কুইবিট সুপারপজিশনে রয়েছে রুট

Answer 1

অন্যান্য উত্তরগুলি দুর্দান্ত, তবে কেউই এই প্রশ্নের সমাধান করতে পারে না: কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি ব্যবহার করতে পারে কোন সংখ্যা ভিত্তিক (গুলি)? আমি দুটি অংশে উত্তর দেব: প্রথমত, প্রশ্নটি কিছুটা সূক্ষ্ম, এবং দ্বিতীয়ত, আপনি যে কোনও সংখ্যার বেস ব্যবহার করতে পারেন, এবং তারপরে আপনি কুইট্রিটস বা সাধারণভাবে চতুর্দিকে কাজ করেন, যা গুণগতভাবে নতুন অন্তর্দৃষ্টি নিয়ে যায়! বা যে কোনও হারে, আমি তাদের কেস করার চেষ্টা করব।

কোয়ান্টাম বিটটি কেবল একটি বা 1 নয় , এটি এর চেয়ে কিছুটা জটিল। উদাহরণস্বরূপ, কোয়ান্টাম বিটটি রাজ্যে থাকতে পারে $0$$1$। যখন পরিমাপ করা হবে, আপনিসম্ভাব্যতা1দিয়েফলাফল0পরিমাপ করবেন$\sqrt{\frac{1}{4}}|0\rangle+\sqrt{\frac{3}{4}}|1\rangle$$0$ এবং পরিণতি1সম্ভাব্যতা সঙ্গে$\frac{1}{4}$$1$ । আপনি যে 'সুপারপজিশন' নিয়ে কথা বলেছেন তা হ'ল$\frac{3}{4}$, তবে সাধারণভাবে জটিল সংখ্যার কোনো জুড়িএকটিএবংখযতদিন করবএকটি2+ +খ2=1। আপনার যদি তিনটি কুইবিট থাকে তবে আপনি সেগুলি জড়িয়ে ফেলতে পারেন, এবং রাষ্ট্রটি হবে$\sqrt{\frac{1}{2}}|0\rangle+\sqrt{\frac{1}{2}}|1\rangle$$a$$b$$a^2+b^2=1$

$$a_0|000\rangle + a_1|001\rangle+a_2|010\rangle+a_3|011\rangle+a_4|100\rangle +a_5|101\rangle+a_6|110\rangle +a_7|111\rangle$$

তবে আপনি যখন এই তিন-কুইট সিস্টেমটি পরিমাপ করেন তখন আপনার পরিমাপের ফলাফলটি এই 8 টি রাজ্যের মধ্যে একটি, তিনটি বিট। এটি হ'ল এটি সত্যই অদ্ভুত দ্বৈতত্ত্ব যেখানে একদিকে কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলিতে এই ক্ষতিকারক রাষ্ট্রীয় স্থান রয়েছে তবে অন্যদিকে আমরা কেবলমাত্র রাষ্ট্রের স্থানের লোগারিথমিক অংশটি 'এ' পেতে সক্ষম হতে পারি বলে মনে হয়। 'কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ইজ ডেমোক্রিটাস'-এ স্কট অ্যারনসন এই ক্ষতিকারক রাষ্ট্রীয় স্থানটি আমরা গণনার জন্য কতটা কাজে লাগাতে পারি তা বোঝার এবং বোঝার জন্য বেশ কয়েকটি জটিল ক্লাসের সাথে মিল রেখে এই প্রশ্নটি পরীক্ষা করে।

এই বলে যে, উপরের উত্তরে একটি স্পষ্ট অভিযোগ আছে: সমস্ত স্বরলিপি বাইনারি হয়। কিউবিটস দুটি বেস স্টেটের একটি সুপারপজিশনে রয়েছে , এবং তাদেরকে জড়িয়ে দেওয়া এতটা পরিবর্তন করে না, কারণ তিনটি কোয়েট বেস স্টেটের একটি সুপারপজিশনে রয়েছে । এটি একটি বৈধ অভিযোগ, কারণ একজন সাধারণত স্বাক্ষরবিহীন অন্তর্দৃষ্টি সম্পর্কে ভাবেন$2^3$$\texttt{unsigned int}$ কোনও সংখ্যাটিকে একটি সংখ্যা হিসাবে মনে করে এবং কেবল মনে রাখে যে এটি একটি 32-বিট স্ট্রিং হিসাবে একটি উত্তরোত্তর হিসাবে প্রয়োগ করা হয়েছে।

কুত্রিত প্রবেশ করান। এটি ভেক্টর , অন্য কথায় এটি দুটি পরিবর্তে তিনটি বেস স্টেট যুক্ত করে। আপনি এই ভেক্টরটিতে একটি 3 × 3 ম্যাট্রিক্স দিয়ে পরিচালনা করেন এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ে করা সমস্ত সাধারণ জিনিস খুব বেশি পরিবর্তন হয় না, কারণ কুইটারের ক্ষেত্রে যে কোনও ক্রিয়াকলাপ প্রকাশিত হয় তা কোয়েড্টের শর্তে প্রকাশ করা যায়, সুতরাং এটি সত্যই কেবল সিনট্যাকটিক চিনি। তবে কিছু সমস্যা লিখিত কুইটগুলির পরিবর্তে চতুর্ভুজ হিসাবে প্রকাশ করা সম্পর্কে লিখতে এবং / অথবা চিন্তা করা অনেক সহজ। উদাহরণস্বরূপ, ডয়চে-জোসজা সমস্যার একটি ভিন্নতা জিজ্ঞাসা করতে পারে, একটি ফাংশনটির জন্য ওরাকল দেওয়া f : { 0 , … , k n $\mathbb{C}^3$$3\times 3$ , যদি কেস হওয়ার প্রতিশ্রুতি দেওয়া হয় তবে এই ফাংশনটি কি স্থির বা ভারসাম্যযুক্ত? এই ফাংশনটি স্বাভাবিকভাবেইইনপুট হিসাবেএক কে- কোয়েডড রেজিস্ট্রারগ্রহণ করে। এটির সমাধানের জন্য, আপনাকে অবশ্যই এই কে- কোয়েডিতেএকটি ফুরিয়ার রূপান্তর প্রয়োগ করতে হবে, যেমন: (এটি যদি আপনার মাথার উপরে চলে যায় তবে চিন্তা করবেন না, এটি কেবল উদাহরণের জন্য)$f\colon \{0,\ldots, kn-1\}\rightarrow \{0,\ldots, k-1\}$$k$$k$

$$|a\rangle \mapsto \sum_{u=0}^{k-1}e^{i2\pi\frac{au}{k}}|u\rangle$$

আপনি বাইনারি এই প্রকাশ করার চান, আপনি একটি গেট যে সংখ্যার উপর এই আছে দিয়ে শেষ এবং জাভাস্ক্রিপ্টে গার্বেজ কাজ সমস্ত নম্বর উপর (কিছুই না) ≥ ট , যা সামান্য কম এই ভাবে করছেন চেয়ে কল্পিত হয়। একইভাবে, বার্নস্টেইন-বাজিরানি প্রকরণ বিবেচনা করুন যেখানে ওরাকল কিছু মূল্যের আর -তে একটি ইন-প্রোডাক্টকে গণনা করে । যদি r = 2 হয় , তবে আমরা এটি কীভাবে করব তা জানি। তবে যদি r = 5 হয় তবে বেশ কয়েকটি 5- দফতর রেজিস্ট্রার ব্যবহার করে সমস্যাটি সহজেই সমাধান করা সহজ । আপনার বেশ কয়েকটি আলাদা চতুর্ভুজ রেজিস্টার থাকলে উদাহরণস্বরূপ একটি 5- দফতর রেজিস্ট্রার এবং একটি হ'ল কিছু সমস্যা সহজ$0\ldots k-1$$\geq k$$r$$r=2$$r=5$$5$$5$ নিবন্ধন রেজিস্ট্রেশন।$2$

$n$

Answer 2

কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি বাইনারি ব্যবহার করে। তবে সত্যই, এটি একটি সরলীকরণ এবং কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমগুলি কীভাবে কাজ করে যা কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞান এবং কোয়ান্টাম গণনার গণিতে প্রবেশ করে না তার কোনও সহজ উত্তর নেই। আপনার এই বিষয় অঞ্চলটি বোঝার সর্বোত্তম উপায় হ'ল কোয়ান্টাম গণনা অধ্যয়ন করে শুরু করা। সেখানে অনেকগুলি দুর্দান্ত পাঠ্যপুস্তক এবং টিউটোরিয়াল রয়েছে।

যে আপনাকে বলেছিল যে কোয়েটগুলির 3 টি সম্ভাব্য অবস্থা রয়েছে, ভুল ছিল। কোয়ান্টাম মেকানিক্স কীভাবে এটি কাজ করে তা পুরোপুরি নয়। এক অর্থে অসীম সম্ভাব্য অনেকগুলি রাজ্য রয়েছে ... তবে আসল গল্পটি শিখতে কোয়ান্টাম গণনা সম্পর্কে পড়ুন।

Answer 3

$0$$1$

কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ে কিউবিটস ব্যবহার করা হয় (আমি মনে করি এটি কোয়ান্টাম বিটের জন্য দাঁড়িয়েছে)। কিউবিটস " সুপারপোজড " বিটকে অনুমতি দেয় , অর্থাত্ সত্ত্বা একই স্থানে বেশ কয়েকটি বিট ধারণ করতে পারে, তাত্ত্বিকভাবে (বর্তমান জ্ঞানের অবস্থা অনুযায়ী) একটি সীমাহীন সংখ্যা বিট।

$2^n$

সুতরাং এটি একটি বাইনারি সিস্টেমে থাকে না, যদিও বিভিন্ন শারীরিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে one

তবে আমি দৃ strongly়ভাবে আপনাকে পরামর্শ দিচ্ছি যে আপনি ডিডাব্লুয়ের পরামর্শ অনুসরণ করুন এবং বই এবং টিউটোরিয়ালটি দেখুন।

Answer 4

$(a\ \ b)^T$$\mathbb C^2$

তবে, ফল্ট-টলারেন্ট কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের জন্য উপরেরটি খুব কার্যকর নয় যা যদি আপনি একটি বিদ্যমান কোয়ান্টাম কম্পিউটারে আসলে কিছু প্রোগ্রাম করতে চান তবে আপনার প্রয়োজন হবে। এই মডেলের অধীনে, আপনি স্বেচ্ছাচারী কুইটগুলি (উপরের অর্থে) প্রস্তুত করতে সক্ষম হবেন না, তবে যে কোনও কুইট রাজ্য স্বেচ্ছাসেবী যথাযথতার সাথে সমান হতে পারে may সুতরাং, আপনার এমনকি একটি একক ক্যুবিটের জন্যও অসীম অনেকগুলি রাজ্য থাকবে তবে এগুলি অগণিত অনেক হবে (অন্যান্য ক্ষেত্রে তুলনায়)।

$|0 \rangle$$|1\rangle$$\mathbb C^2.$

Answer 5

কোয়ান্টাম কণা চারটি রাজ্যে হতে পারে। এগুলি স্পিন, ডাউন এবং ডান বা বাম হাত হতে পারে। আপনি যদি জড়িত কণাগুলি পরিমাপ করে থাকেন, যখন আপনি সেগুলি পরিমাপ করেন সেগুলি সেই চারটি রাজ্যের কিছু সংমিশ্রণে থাকবে। আমরা যদি কোনওরকম ইরেজারকে কীভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করতে বা ব্যবহার করতে পারি, তবে বাইনারি না করে চতুর্থাংশ ব্যবহার করা ভাল ধারণা বলে মনে হবে। এখনই যেমন দাঁড়িয়েছে, বাইনারি ব্যবহার করা হচ্ছে তবে ভবিষ্যতে বাইনারি হওয়ার জায়গা সম্ভবত আলাদা কিছু ঘটবে। কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি যেমন ক্লাসিকাল কম্পিউটারগুলি 50 এর দশকে ছিল, সেগুলি বিশাল, ব্যয়বহুল এবং ব্যবহারিক নয়। আসলে তারা এই সময়ে খুব কমই কার্যকর। আমরা এখনও উদ্বেগ নিয়ে সংগ্রাম করি। আশা করি এটি একটি টপোলজিকাল কোয়ান্টাম কণা সনাক্ত করবে যা সংহতি বজায় রাখতে পারে (শক্তিশালী) এবং যদি সেই দিনটি আসে, সন্ধান করুন! রকেটের মতো টেক অফ নিয়ে বিপ্লব। সত্য কথা বলতে গেলে কেউ আপনাকে সুনির্দিষ্টভাবে বলতে পারে না যে ভবিষ্যতে কি-কম্পিউটারগুলি কেমন হবে যখন এককত্বতা ঘটে (এখন থেকে প্রায় 30 বছর) সমস্ত বেট বন্ধ রয়েছে। এই পয়েন্টের পরে কী ঘটবে তা কেউ আপনাকে বলতে পারে না। কম্পিউটার আমরা যে স্বপ্নের কথাও ভাবিনি সে দিকে যাত্রা শুরু করতে পারে।

Comments

"কোয়ান্টাম কণা চারটি অবস্থায় থাকতে পারে।" [উদ্ধৃতি আবশ্যক]

— ডেভিড রিচার্বি