Квантові обчислення ліквідності завжди були гарячою темою останніх років, а фільм «Один маленький годинник, який трохи розуміє квантовий комп'ютер», вироблений PanSci, пропонує зрозумілий спосіб, щоб допомогти глядачам зануритися в основну технологію квантових комп'ютерів та їх майбутні розвиток. Протягом невеликої години фільм охоплює все від принципів роботи квантових бітів до сценаріїв використання квантових обчислень та викликів, з якими стикається сучасна наука. Нижче наведено основні висновки та спостереження цього фільму, щоб ми разом змогли зрозуміти цю глобальну квантову революцію.
Наскільки швидким є квантовий комп'ютер?
На початку фільму шокуючий випадок використовується для ілюстрації обчислювальної потужності квантових комп'ютерів: квантовий комп'ютер Google Sycamore може виконати обчислювальні завдання, на виконання яких традиційним суперкомп'ютерам знадобилося б 10 000 років, всього за 200 секунд, що називається віхою «квантової переваги». На відміну від традиційних комп'ютерів, які покладаються на двійкові системи для обчислень, квантові комп'ютери використовують «кубіти», які можуть представляти суперпозицію 0 і 1 одночасно, щоб вони могли виконувати обчислення більш ефективно. Це нелінійне, експоненціальне збільшення обчислювальної потужності дає квантовим комп'ютерам безпрецедентний потенціал для вирішення складних завдань.
Шифрування може бути розкрите за кілька десятків секунд.
У фільмі пояснюється: «Зараз шифрування в інтернеті суттєво зводиться до факторизації чисел, використовуючи дуже складні проблеми розкладу чисел на множники, щоб лише люди, які знають відповідь, могли прочитати повідомлення. За сучасних правил шифрування, щоб розкрити це шифрування, потрібно розкрити фактори величезних чисел, що мають близько 600 цифр. Для вирішення таких задач на традиційному комп'ютері знадобиться кілька десятків мільйонів років або навіть мільярдів років, алгоритм Шора може вирішити це за близько однієї хвилини або навіть декілька секунд».
Основна технологія: квантові обчислення ліквідності та квантове заплутання
Фільм глибоко аналізує дві ключові технології, які лежать в основі Квантові обчислення ліквідності: квантовий суперпозиція і квантова сплутаність. Суперпозиція дозволяє квантовим бітам одночасно представляти кілька станів, що покращує ефективність обробки інформації; а сплутаність дозволяє зв'язаним квантовим бітам, навіть якщо вони знаходяться далеко один від одного, миттєво впливати на стан один одного. Це явище надає квантовому комп'ютеру абсолютну перевагу в паралельних обчисленнях.
Наприклад, у фільмі традиційний комп'ютер прирівнюється до миші, яка повинна випробовувати кожний шлях по черзі в лабіринті; тоді як квантовий комп'ютер, подібно до "квантової кішки", може одночасно досліджувати всі шляхи та безпосередньо знаходити вихід, значно скорочуючи час обчислень.
Застосування квантових обчислень, що виходять за межі ліквідності
Фільм детальніше розглядає практичне застосування квантових комп'ютерів, особливо їх проривний потенціал у сферах кліматичного моделювання, аналізу фінансового ринку і дослідження лікарських препаратів. Наприклад, за допомогою квантового моделювання ліквідності можна значно скоротити час розробки нових ліків; у фінансовій галузі можна моделювати динаміку ринку за допомогою потужного паралельного обчислення, щоб допомогти в прийнятті інвестиційних рішень.
Зокрема, варто звернути увагу на два класичні квантові алгоритми: алгоритм Гровера та алгоритм Шора. Перший може покращити ефективність пошуку в неупорядкованій базі даних, другий продемонстрував здатність розшифрувати традиційне шифрування RSA, що свідчить про руйнівний вплив Квантові обчислення ліквідності в галузі інформаційної безпеки.
Виклики квантового комп'ютера: стабільність та вплив навколишнього середовища
Фільм також розкриває виклики, з якими стикаються сучасні квантові комп'ютери, особливо проблему квантової декогеренції. Оскільки квантові стани дуже легко піддаватися впливу зовнішнього середовища (наприклад, електромагнітні хвилі або незначні коливання), стійкість квантових бітів стає найбільшою перешкодою у розробці квантових комп'ютерів. Крім того, квантові комп'ютери потребують роботи в дуже низькотемпературному середовищі, близькому до абсолютного нуля, що значно підвищує вартість експлуатації та складність впровадження.
У фільмі зазначено, що наразі квантові комп'ютери потребують подальшого прориву в питаннях помилок та стабільності, особливо в тому, як досягти тривалої стабільності накладання та заплутаності, це головна проблема поточних досліджень.
Зростаюча глобальна конкуренція: "Манхеттенський проект" квантової технології
У фільмі, зокрема, згадується, що квантові комп'ютери вважаються командними вершинами технологічної гонки наступного покоління, і країни вклали значні кошти в розробку. Google, IBM і Microsoft в Сполучених Штатах, флагманська програма Європейського Союзу з квантових технологій і китайський квантовий комп'ютер «Глава 9» змагаються за «квантову перевагу». Фільм навіть порівнює поточні дослідження та розробки квантових технологій із «сучасним Манхеттенським проектом», вказуючи на те, що країни або компанії з квантовими комп'ютерами в майбутньому можуть домінувати в міжнародній політиці та економіці.
Фільм також зазначає, що Китай, окрім свого суперпровідного квантового комп'ютера 'Бенюань Вуконг', розробив квантовий комп'ютер 'Цзючан' на базі фотонів, що демонструє потенціал різноманітної технологічної стратегії.
Квантове позиціонування Тайваню: від напівпровідників до квантових чіпів
У глобальній гонці за квантовими обчисленнями Тайвань також проявляє активну позицію. У відео зокрема зазначається, що в 2024 році в Тайвані було успішно розроблено перший квантовий комп'ютер Тайванського Наукового Інституту, який має лише 5 квантових бітів, але символізує вступ Тайваню до арени квантових обчислень ліквідності. Завдяки технологічній переваги виробництва напівпровідників, Тайвань має потенціал зайняти своє місце в виробництві та розробці квантових чіпів.
Фільм вказує, що масове виробництво квантових комп'ютерів у майбутньому буде включати в себе багато викликів у сферах матеріалознавства, технологій виробництва та інших, які є сильними сторонами Тайваню. Якщо вдасться зробити прорив в області квантових чіпів, Тайвань може стати важливим учасником у розвитку квантових технологій.
Майбутнє квантових обчислень: можливості та виклики одночасно
Фільм закінчується оптимістичним, але раціональним настроєм, вказуючи на те, що, хоча квантовий комп'ютер має великий потенціал, але до повного комерціалізації і поширення ще довгий шлях. Кожен етап, від стабільності апаратного забезпечення до розробки програмного алгоритму, потребує подолання багатьох технічних викликів. Однак фільм також наголошує на тому, що ця квантова революція тільки починається, і ми всі станемо свідками.
«Один годинник Легка квантовий комп’ютер» - це не тільки популярне відео, що дозволяє зрозуміти основи квантових комп’ютерів, але й вікно в майбутню технологію. За допомогою цього відео ми не тільки зможемо зрозуміти принципи та застосування квантових комп’ютерів, але й відчуємо жорстку конкуренцію в глобальній науково-технологічній галузі та вражаючі наукові досягнення. З розвитком технології Квантові обчислення ліквідності, вона не тільки змінить наш технологічний екосистему, але й глибоко вплине на наше повсякденне життя.
Ця стаття «Один годинник наближено до квантового комп'ютера»: допоможе вам краще розуміти квантову революцію, яка з'явилася в Chainnews ABMedia.
Переглянути оригінал
Контент має виключно довідковий характер і не є запрошенням до участі або пропозицією. Інвестиційні, податкові чи юридичні консультації не надаються. Перегляньте Відмову від відповідальності , щоб дізнатися більше про ризики.
《Розуміння квантового комп'ютера за годину》: поглиблене вивчення квантової революції
Квантові обчислення ліквідності завжди були гарячою темою останніх років, а фільм «Один маленький годинник, який трохи розуміє квантовий комп'ютер», вироблений PanSci, пропонує зрозумілий спосіб, щоб допомогти глядачам зануритися в основну технологію квантових комп'ютерів та їх майбутні розвиток. Протягом невеликої години фільм охоплює все від принципів роботи квантових бітів до сценаріїв використання квантових обчислень та викликів, з якими стикається сучасна наука. Нижче наведено основні висновки та спостереження цього фільму, щоб ми разом змогли зрозуміти цю глобальну квантову революцію.
Наскільки швидким є квантовий комп'ютер?
На початку фільму шокуючий випадок використовується для ілюстрації обчислювальної потужності квантових комп'ютерів: квантовий комп'ютер Google Sycamore може виконати обчислювальні завдання, на виконання яких традиційним суперкомп'ютерам знадобилося б 10 000 років, всього за 200 секунд, що називається віхою «квантової переваги». На відміну від традиційних комп'ютерів, які покладаються на двійкові системи для обчислень, квантові комп'ютери використовують «кубіти», які можуть представляти суперпозицію 0 і 1 одночасно, щоб вони могли виконувати обчислення більш ефективно. Це нелінійне, експоненціальне збільшення обчислювальної потужності дає квантовим комп'ютерам безпрецедентний потенціал для вирішення складних завдань.
Шифрування може бути розкрите за кілька десятків секунд.
У фільмі пояснюється: «Зараз шифрування в інтернеті суттєво зводиться до факторизації чисел, використовуючи дуже складні проблеми розкладу чисел на множники, щоб лише люди, які знають відповідь, могли прочитати повідомлення. За сучасних правил шифрування, щоб розкрити це шифрування, потрібно розкрити фактори величезних чисел, що мають близько 600 цифр. Для вирішення таких задач на традиційному комп'ютері знадобиться кілька десятків мільйонів років або навіть мільярдів років, алгоритм Шора може вирішити це за близько однієї хвилини або навіть декілька секунд».
Основна технологія: квантові обчислення ліквідності та квантове заплутання
Фільм глибоко аналізує дві ключові технології, які лежать в основі Квантові обчислення ліквідності: квантовий суперпозиція і квантова сплутаність. Суперпозиція дозволяє квантовим бітам одночасно представляти кілька станів, що покращує ефективність обробки інформації; а сплутаність дозволяє зв'язаним квантовим бітам, навіть якщо вони знаходяться далеко один від одного, миттєво впливати на стан один одного. Це явище надає квантовому комп'ютеру абсолютну перевагу в паралельних обчисленнях.
Наприклад, у фільмі традиційний комп'ютер прирівнюється до миші, яка повинна випробовувати кожний шлях по черзі в лабіринті; тоді як квантовий комп'ютер, подібно до "квантової кішки", може одночасно досліджувати всі шляхи та безпосередньо знаходити вихід, значно скорочуючи час обчислень.
Застосування квантових обчислень, що виходять за межі ліквідності
Фільм детальніше розглядає практичне застосування квантових комп'ютерів, особливо їх проривний потенціал у сферах кліматичного моделювання, аналізу фінансового ринку і дослідження лікарських препаратів. Наприклад, за допомогою квантового моделювання ліквідності можна значно скоротити час розробки нових ліків; у фінансовій галузі можна моделювати динаміку ринку за допомогою потужного паралельного обчислення, щоб допомогти в прийнятті інвестиційних рішень.
Зокрема, варто звернути увагу на два класичні квантові алгоритми: алгоритм Гровера та алгоритм Шора. Перший може покращити ефективність пошуку в неупорядкованій базі даних, другий продемонстрував здатність розшифрувати традиційне шифрування RSA, що свідчить про руйнівний вплив Квантові обчислення ліквідності в галузі інформаційної безпеки.
Виклики квантового комп'ютера: стабільність та вплив навколишнього середовища
Фільм також розкриває виклики, з якими стикаються сучасні квантові комп'ютери, особливо проблему квантової декогеренції. Оскільки квантові стани дуже легко піддаватися впливу зовнішнього середовища (наприклад, електромагнітні хвилі або незначні коливання), стійкість квантових бітів стає найбільшою перешкодою у розробці квантових комп'ютерів. Крім того, квантові комп'ютери потребують роботи в дуже низькотемпературному середовищі, близькому до абсолютного нуля, що значно підвищує вартість експлуатації та складність впровадження.
У фільмі зазначено, що наразі квантові комп'ютери потребують подальшого прориву в питаннях помилок та стабільності, особливо в тому, як досягти тривалої стабільності накладання та заплутаності, це головна проблема поточних досліджень.
Зростаюча глобальна конкуренція: "Манхеттенський проект" квантової технології
У фільмі, зокрема, згадується, що квантові комп'ютери вважаються командними вершинами технологічної гонки наступного покоління, і країни вклали значні кошти в розробку. Google, IBM і Microsoft в Сполучених Штатах, флагманська програма Європейського Союзу з квантових технологій і китайський квантовий комп'ютер «Глава 9» змагаються за «квантову перевагу». Фільм навіть порівнює поточні дослідження та розробки квантових технологій із «сучасним Манхеттенським проектом», вказуючи на те, що країни або компанії з квантовими комп'ютерами в майбутньому можуть домінувати в міжнародній політиці та економіці.
Фільм також зазначає, що Китай, окрім свого суперпровідного квантового комп'ютера 'Бенюань Вуконг', розробив квантовий комп'ютер 'Цзючан' на базі фотонів, що демонструє потенціал різноманітної технологічної стратегії.
Квантове позиціонування Тайваню: від напівпровідників до квантових чіпів
У глобальній гонці за квантовими обчисленнями Тайвань також проявляє активну позицію. У відео зокрема зазначається, що в 2024 році в Тайвані було успішно розроблено перший квантовий комп'ютер Тайванського Наукового Інституту, який має лише 5 квантових бітів, але символізує вступ Тайваню до арени квантових обчислень ліквідності. Завдяки технологічній переваги виробництва напівпровідників, Тайвань має потенціал зайняти своє місце в виробництві та розробці квантових чіпів.
Фільм вказує, що масове виробництво квантових комп'ютерів у майбутньому буде включати в себе багато викликів у сферах матеріалознавства, технологій виробництва та інших, які є сильними сторонами Тайваню. Якщо вдасться зробити прорив в області квантових чіпів, Тайвань може стати важливим учасником у розвитку квантових технологій.
Майбутнє квантових обчислень: можливості та виклики одночасно
Фільм закінчується оптимістичним, але раціональним настроєм, вказуючи на те, що, хоча квантовий комп'ютер має великий потенціал, але до повного комерціалізації і поширення ще довгий шлях. Кожен етап, від стабільності апаратного забезпечення до розробки програмного алгоритму, потребує подолання багатьох технічних викликів. Однак фільм також наголошує на тому, що ця квантова революція тільки починається, і ми всі станемо свідками.
«Один годинник Легка квантовий комп’ютер» - це не тільки популярне відео, що дозволяє зрозуміти основи квантових комп’ютерів, але й вікно в майбутню технологію. За допомогою цього відео ми не тільки зможемо зрозуміти принципи та застосування квантових комп’ютерів, але й відчуємо жорстку конкуренцію в глобальній науково-технологічній галузі та вражаючі наукові досягнення. З розвитком технології Квантові обчислення ліквідності, вона не тільки змінить наш технологічний екосистему, але й глибоко вплине на наше повсякденне життя.
Ця стаття «Один годинник наближено до квантового комп'ютера»: допоможе вам краще розуміти квантову революцію, яка з'явилася в Chainnews ABMedia.