ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ಆಕರ್ಷಕ ಜಗತ್ತನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಿ. ಈ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ ಮುಂದಿನ ತಾಂತ್ರಿಕ ಕ್ರಾಂತಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ನೀಡುವ ಮೂಲ ತತ್ವಗಳಾದ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳು, ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್‌ಮೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸರಳವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಬಿಟ್ಸ್: ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್‌ಮೆಂಟ್‌ನ ಅದ್ಭುತಗಳ ಒಂದು ಆಳವಾದ ನೋಟ
ನಾವು ಒಂದು ಹೊಸ ಗಣನಾ ಯುಗದ ಹೊಸ್ತಿಲಲ್ಲಿದ್ದೇವೆ. ದಶಕಗಳಿಂದ, ಮೂರ್‌ನ ನಿಯಮವು ವಿವರಿಸಿದಂತೆ, ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ನಿರಂತರ ಮುನ್ನಡೆಯು ನಾವೀನ್ಯತೆಗೆ ಇಂಧನ ನೀಡಿ ನಮ್ಮ ಜಗತ್ತನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸಿದೆ. ಆದರೆ ನಾವು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ ಭೌತಿಕ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಸಮೀಪಿಸುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ವಿಚಿತ್ರ ಮತ್ತು ಅದ್ಭುತ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ಹೊಸ ಮಾದರಿಯು ಹೊರಹೊಮ್ಮುತ್ತಿದೆ. ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ಜಗತ್ತು - ಇದು ನಾವು ಇಂದು ಹೊಂದಿರುವುದಕ್ಕಿಂತ ಕೇವಲ ವೇಗದ ಆವೃತ್ತಿಯಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸುವ ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನವಾದ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.
ಈ ಕ್ರಾಂತಿಯ ಹೃದಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಬಿಟ್ ಅಥವಾ ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಇದೆ. ಅದರ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಪ್ರತಿರೂಪಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪ್ರಪಂಚದ ಅಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ನಿಯಮಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ಅಸಾಧಾರಣ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳ ಮೂಲಕ: ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್. ಈ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗಣನೆಯ ಅಗಾಧ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅನ್‌ಲಾಕ್ ಮಾಡುವ ಕೀಲಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಲೇಖನವು ಈ ಪ್ರಮುಖ ತತ್ವಗಳ ಮೂಲಕ ನಿಮಗೆ ಮಾರ್ಗದರ್ಶನ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಮುಂದಿನ ತಾಂತ್ರಿಕ ಗಡಿಯ ನಿರ್ಮಾಣ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಸರಳವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್‌ಗಳಿಂದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಬಿಟ್‌ಗಳಿಗೆ: ಒಂದು ಮಾದರಿ ಬದಲಾವಣೆ
ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವ ಜಿಗಿತವನ್ನು ಶ್ಲಾಘಿಸಲು, ನಾವು ಮೊದಲು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ಪರಿಚಿತ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ನಮ್ಮನ್ನು ನೆಲೆಯಾಗಿಸಬೇಕು.
ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್‌ನ ನಿಶ್ಚಿತತೆ
ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ ಸಂಪೂರ್ಣ ಡಿಜಿಟಲ್ ಪ್ರಪಂಚ - ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್‌ಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಸೂಪರ್‌ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳವರೆಗೆ - ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್‌ನ ಮೇಲೆ ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬಿಟ್ ಮಾಹಿತಿಯ ಅತ್ಯಂತ ಮೂಲಭೂತ ಘಟಕವಾಗಿದೆ, ಕೇವಲ ಎರಡು ಸಂಭಾವ್ಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸರಳ ಸ್ವಿಚ್: 0 ಅಥವಾ 1. ಇದು ಒಂದು ಬೈನರಿ, ನಿರ್ಣಾಯಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆ. ಭೌತಿಕವಾಗಿ, ಒಂದು ಬಿಟ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಉತ್ತರ ಅಥವಾ ದಕ್ಷಿಣ ಕಾಂತೀಯ ಧ್ರುವೀಯತೆ, ಅಥವಾ ಪರದೆಯ ಮೇಲೆ ಬೆಳಗಿದ ಅಥವಾ ಬೆಳಗದ ಪಿಕ್ಸೆಲ್‌ನಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು. ಅದರ ಸ್ಥಿತಿಯು ಯಾವಾಗಲೂ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮತ್ತು ತಿಳಿಯಬಲ್ಲದು. ಒಂದು ಸ್ವಿಚ್ ಆನ್ ಅಥವಾ ಆಫ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ; ನಡುವೆ ಏನೂ ಇಲ್ಲ. ಈ ಬೈನರಿ ನಿಶ್ಚಿತತೆಯು ಅರ್ಧ ಶತಮಾನಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ತಳಹದಿಯಾಗಿದೆ.
ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ನ ಪರಿಚಯ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನ ಹೃದಯ
ಕ್ವಿಬಿಟ್, "ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಬಿಟ್"ನ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ರೂಪ, ಈ ಬೈನರಿ ನಿರ್ಬಂಧವನ್ನು ಮುರಿಯುತ್ತದೆ. ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಒಂದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಎರಡು ಆಧಾರ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ನಾವು ಅವನ್ನು |0⟩ ಮತ್ತು |1⟩ ಎಂದು ಗುರುತಿಸುತ್ತೇವೆ (ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸಲು "ಕೆಟ್" ಸಂಕೇತ |⟩ ಪ್ರಮಾಣಿತವಾಗಿದೆ). ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ತತ್ವಕ್ಕೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಕೇವಲ 0 ಅಥವಾ 1 ಆಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರದೆ, ಒಂದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎರಡೂ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರಬಹುದು.
ಇದನ್ನು ಸರಳ ಸ್ವಿಚ್ ಆಗಿ ಅಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಆಫ್ ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಆನ್ ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಸಬಹುದಾದ ಡಿಮ್ಮರ್ ಡಯಲ್ ಎಂದು ಯೋಚಿಸಿ, ಇದು 0 ಆಗಿರುವ ಸಂಭವನೀಯತೆ ಮತ್ತು 1 ಆಗಿರುವ ಸಂಭವನೀಯತೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಿತಿಗಳ ನಿರಂತರತೆಯಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಈ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವೇ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗೆ ಅದರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
ಭೌತಿಕವಾಗಿ ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಅನ್ನು ಸಾಕಾರಗೊಳಿಸುವುದು ಒಂದು ಸ್ಮಾರಕ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸವಾಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತದ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳು ಮತ್ತು ಟೆಕ್ ಕಂಪನಿಗಳು ಈ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ವಿವಿಧ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುತ್ತಿವೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ:
- ಸೂಪರ್‌ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು: ಆಳವಾದ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶಕ್ಕಿಂತ ತಣ್ಣಗಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ತಂಪಾಗಿಸಿದ ಸೂಪರ್‌ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಲೋಹದ ಸಣ್ಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು, ಅಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಗಳು ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ.
- ಬಂಧಿತ ಅಯಾನುಗಳು: ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಹೊಂದಿದ (ಅಯಾನುಗಳು) ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದಿಡಲಾದ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪರಮಾಣುಗಳು. ಅವುಗಳ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳು 0 ಮತ್ತು 1 ಸ್ಥಿತಿಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.
- ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು: ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳು, ಅಲ್ಲಿ ಧ್ರುವೀಕರಣ (ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ) ನಂತಹ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು.
- ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್‌ಗಳು: ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಸಣ್ಣ ತುಣುಕಿನಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಬಂಧಿಸುವ ಮೂಲಕ ರಚಿಸಲಾದ ಕೃತಕ "ಪರಮಾಣುಗಳು".
ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಿಧಾನವು ತನ್ನದೇ ಆದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ದೌರ್ಬಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಎಲ್ಲವೂ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮಾನ್ಯ ಗುರಿಯನ್ನು ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.
ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್: "ಮತ್ತು" ಶಕ್ತಿ
ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಎನ್ನಬಹುದು, ಮತ್ತು ಇದು ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ನ ಶಕ್ತಿಯ ಮೊದಲ ಕೀಲಿಯಾಗಿದೆ.
ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಎಂದರೇನು? ಬೈನರಿ ಮೀರಿದ್ದು
ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ, ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಒಂದು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಒಂದೇ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರಬಹುದು. ಮೇಜಿನ ಮೇಲಿರುವ ನಾಣ್ಯವು ಹೆಡ್ಸ್ ಅಥವಾ ಟೈಲ್ಸ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ, ಇದು ಹಾಗಲ್ಲ. ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ನಂತಹ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿರಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ಒಂದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಾದೃಶ್ಯವೆಂದರೆ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುವ ನಾಣ್ಯ. ಅದು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ವೇಗವಾಗಿ ತಿರುಗುತ್ತಿರುವಾಗ, ಅದು ಖಚಿತವಾಗಿ ಹೆಡ್ಸ್ ಅಥವಾ ಟೈಲ್ಸ್ ಅಲ್ಲ - ಒಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ, ಅದು ಎರಡೂ ಆಗಿದೆ. ಅದು ನೆಲಕ್ಕೆ ಬಿದ್ದು ನಾವು ಅದನ್ನು ಗಮನಿಸಿದಾಗ ಮಾತ್ರ ("ಅಳತೆ"ಯ ಕ್ರಿಯೆ) ಅದು ಒಂದೇ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಫಲಿತಾಂಶಕ್ಕೆ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ: ಹೆಡ್ಸ್ ಅಥವಾ ಟೈಲ್ಸ್. ಅಂತೆಯೇ, ಕ್ವಿಬಿಟ್ |0⟩ ಮತ್ತು |1⟩ ನ ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ. ನಾವು ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಅನ್ನು ಅಳತೆ ಮಾಡಿದಾಗ, ಅದರ ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅದು ಒಂದು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ - 0 ಅಥವಾ 1 - ಅಳತೆಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಮೊದಲು ಅದರ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂಭವನೀಯತೆಯೊಂದಿಗೆ.
ಇದು ಕೇವಲ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಬಗ್ಗೆ ಜ್ಞಾನದ ಕೊರತೆಯಲ್ಲ; ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಅನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಕ್ಷಣದವರೆಗೂ ಅದು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಎರಡೂ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸುವುದು: ಬ್ಲಾಕ್ ಸ್ಪಿಯರ್
ಇದನ್ನು ದೃಶ್ಯೀಕರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಬ್ಲಾಕ್ ಸ್ಪಿಯರ್ ಎಂಬ ಪರಿಕಲ್ಪನಾತ್ಮಕ ಸಾಧನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಒಂದು ಗ್ಲೋಬ್ ಅನ್ನು ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ. ಉತ್ತರ ಧ್ರುವವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಿತಿ |1⟩ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ದಕ್ಷಿಣ ಧ್ರುವವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಿತಿ |0⟩ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್ ಈ ಎರಡು ಧ್ರುವಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದರಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಇರಬಲ್ಲದು.
ಆದರೆ, ಒಂದು ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಅನ್ನು ಈ ಗೋಳದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಬಿಂದುವಿಗೆ ತೋರಿಸುವ ವೆಕ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು. ಉತ್ತರ ಧ್ರುವದ ಸಮೀಪವಿರುವ ಒಂದು ಬಿಂದು ಎಂದರೆ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದಾಗ ಕ್ವಿಬಿಟ್ 1 ಕ್ಕೆ ಕುಸಿಯುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಭವನೀಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ದಕ್ಷಿಣ ಧ್ರುವದ ಸಮೀಪವಿರುವ ಬಿಂದು ಎಂದರೆ ಅದು 0 ಆಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ. ಸಮಭಾಜಕದಲ್ಲಿರುವ ಬಿಂದು |0⟩ ಮತ್ತು |1⟩ ನ ಪರಿಪೂರ್ಣ 50/50 ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಬ್ಲಾಕ್ ಸ್ಪಿಯರ್ ಒಂದೇ ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಹೊಂದಿರಬಹುದಾದ ಅನಂತ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಂಭಾವ್ಯ ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸೊಗಸಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್‌ನ ಎರಡು ಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ತೀವ್ರ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿದೆ.
ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್‌ನ ಗಣನಾತ್ಮಕ ಪ್ರಯೋಜನ
ನಾವು ಅನೇಕ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿದಾಗ ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್‌ನ ನಿಜವಾದ ಶಕ್ತಿಯು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್ ಒಂದು ಮೌಲ್ಯವನ್ನು (0 ಅಥವಾ 1) ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು. ಎರಡು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್‌ಗಳು ನಾಲ್ಕು ಸಂಭಾವ್ಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು (00, 01, 10, ಅಥವಾ 11) ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು. N ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್‌ಗಳು ಯಾವುದೇ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಮಯದಲ್ಲಿ 2N ಸಂಭಾವ್ಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಮಾತ್ರ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು.
ಈಗ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ. ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್‌ಗೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, N ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳ ರಿಜಿಸ್ಟರ್ ಎಲ್ಲಾ 2N ಸಂಭಾವ್ಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು.
- 2 ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳು 00, 01, 10, ಮತ್ತು 11 ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಬಾರಿಗೆ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.
- 3 ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳು 8 ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.
- 10 ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳು 1,024 ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.
- ಕೇವಲ 300 ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳು, ತಾತ್ವಿಕವಾಗಿ, ವೀಕ್ಷಿಸಬಹುದಾದ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಲ್ಲವು.
ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್: "ವಿದ್ರೂಪಿ" ಸಂಪರ್ಕ
ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ಮೊದಲ ಸ್ತಂಭವಾಗಿದ್ದರೆ, ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ಎರಡನೆಯದು. ಇದು ಎಷ್ಟು ವಿಚಿತ್ರವಾದ ವಿದ್ಯಮಾನವೆಂದರೆ ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ಇದನ್ನು ಪ್ರಸಿದ್ಧವಾಗಿ "ದೂರದಲ್ಲಿನ ವಿದ್ರೂಪಿ ಕ್ರಿಯೆ" ಎಂದು ಕರೆದರು.
ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್‌ನ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಪ್ರಶ್ನೆ
ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ಎನ್ನುವುದು ಎರಡು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಬಲ್ಲ ವಿಶೇಷ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಪರ್ಕವಾಗಿದೆ. ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ ಆದಾಗ, ಅವುಗಳು ಭೌತಿಕವಾಗಿ ಅಪಾರ ದೂರದಿಂದ ಬೇರ್ಪಟ್ಟಿದ್ದರೂ ಸಹ, ಒಂದೇ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳ ಭವಿಷ್ಯಗಳು ಆಂತರಿಕವಾಗಿ ಹೆಣೆದುಕೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ ಆದ ಜೋಡಿಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ನ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು ತಕ್ಷಣವೇ ಇನ್ನೊಂದರ ಸ್ಥಿತಿಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ, ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವು ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಸಾಗಿಸುವುದಕ್ಕಿಂತ ವೇಗವಾಗಿ.
ಬೆಳಕಿಗಿಂತ ವೇಗವಾಗಿ ಏನೂ ಚಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂಬ ತತ್ವವನ್ನು ಇದು ಉಲ್ಲಂಘಿಸುವಂತೆ ತೋರಿತು, ಇದು ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ಸಂಪೂರ್ಣತೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಪ್ರಶ್ನಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಿತು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ದಶಕಗಳ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ನಮ್ಮ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಅತ್ಯಂತ ನೈಜ, ಆದರೆ ಆಳವಾಗಿ ಅಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾದ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯವೆಂದು ದೃಢಪಡಿಸಿವೆ.
ಒಂದು ಅರ್ಥಗರ್ಭಿತ ಸಾದೃಶ್ಯ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕೈಗವಸು ಜೋಡಿ
ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಗ್ರಹಿಸಲು, ಈ ಸಾದೃಶ್ಯವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ. ನಿಮ್ಮ ಬಳಿ ಒಂದು ಜೋಡಿ ಕೈಗವಸುಗಳಿವೆ, ಒಂದು ಬಲಗೈಯದ್ದು ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಎಡಗೈಯದ್ದು ಎಂದು ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ. ನೀವು ನೋಡದೆ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೈಗವಸನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕ, ಒಂದೇ ರೀತಿಯ, ಮುಚ್ಚಿದ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಇಡುತ್ತೀರಿ. ನೀವು ಒಂದು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ಇಟ್ಟುಕೊಂಡು ಇನ್ನೊಂದನ್ನು ಗ್ರಹದ ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗೆ ಕಳುಹಿಸುತ್ತೀರಿ.
ನಿಮ್ಮಿಬ್ಬರಲ್ಲಿ ಯಾರಾದರೂ ನಿಮ್ಮ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ತೆರೆಯುವ ಮೊದಲು, ಬಲಗೈ ಕೈಗವಸು ಸಿಗುವ 50% ಮತ್ತು ಎಡಗೈ ಕೈಗವಸು ಸಿಗುವ 50% ಅವಕಾಶವಿದೆ ಎಂದು ನಿಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ. ನೀವು ನಿಮ್ಮ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ತೆರೆದು ಬಲಗೈ ಕೈಗವಸನ್ನು ನೋಡಿದ ಕ್ಷಣ, ನಿಮ್ಮ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಯ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಎಡಗೈ ಕೈಗವಸು ಇದೆ ಎಂದು ನೀವು ತಕ್ಷಣ ಮತ್ತು 100% ನಿಶ್ಚಿತತೆಯೊಂದಿಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುತ್ತೀರಿ.
ಇಲ್ಲಿ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸಾದೃಶ್ಯವು ಮುರಿದು ಬೀಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಾಸ್ತವವು ಇನ್ನೂ ವಿಚಿತ್ರವಾಗುತ್ತದೆ. ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಕೈಗವಸಿನ ಸನ್ನಿವೇಶದಲ್ಲಿ, ಫಲಿತಾಂಶವು ಯಾವಾಗಲೂ ಮೊದಲೇ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿತ್ತು; ಬಲಗೈ ಕೈಗವಸು ಎಲ್ಲಾ ಸಮಯದಲ್ಲೂ ನಿಮ್ಮ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿತ್ತು. ನೀವು ಕೇವಲ ಮೊದಲೇ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದ್ದ ಸತ್ಯವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿರಿ. ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ ಆದ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ, ಅಳತೆಯ ಕ್ಷಣದವರೆಗೂ ಸ್ಥಿತಿಯು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಅನಿರ್ಧರಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ನಿಮ್ಮ ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಅನ್ನು ಅಳತೆ ಮಾಡಿ ಅದು, ಹೇಳುವುದಾದರೆ, |0⟩ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವ ಕ್ರಿಯೆಯು ಅದರ ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ ಆದ ಪಾಲುದಾರ ತಕ್ಷಣವೇ |1⟩ ನ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು (ಅಥವಾ ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ ಆದ ಸಂಬಂಧವು ಏನನ್ನು ನಿರ್ದೇಶಿಸುತ್ತದೆಯೋ ಅದನ್ನು) ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ಎಷ್ಟೇ ದೂರದಲ್ಲಿದ್ದರೂ ಸಹ. ಅವುಗಳು ಸಂವಹನ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ; ಅವುಗಳ ಹಂಚಿಕೆಯ ಅಸ್ತಿತ್ವವು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ.
ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್‌ಮೆಂಟ್‌ನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಶಕ್ತಿ
ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ಕೇವಲ ಒಂದು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕುತೂಹಲವಲ್ಲ; ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗಣನೆ ಮತ್ತು ಮಾಹಿತಿಗಾಗಿ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸಂಪನ್ಮೂಲವಾಗಿದೆ. ಇದು ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಸಾಧ್ಯ. ಈ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಗಳೇ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಸೂಪರ್‌ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಗೂ ನಿಲುಕದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವ ರಹಸ್ಯವಾಗಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಟೆಲಿಪೋರ್ಟೇಶನ್ (ಇದು ವಸ್ತುವನ್ನಲ್ಲ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು ಸೂಪರ್‌ಡೆನ್ಸ್ ಕೋಡಿಂಗ್ (ಇದು ಕೇವಲ ಒಂದು ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಅನ್ನು ರವಾನಿಸುವ ಮೂಲಕ ಎರಡು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್‌ಗಳ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಕಳುಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ) ನಂತಹ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್‌ಗಳು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿವೆ.
ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್‌ಮೆಂಟ್‌ನ ಸ್ವರಮೇಳ
ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ಸ್ವತಂತ್ರ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳಲ್ಲ; ಅವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ಗೆ ಅದರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡಲು ಜೊತೆಯಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗಣನೆಯ ಸ್ವರಮೇಳದಲ್ಲಿನ ಎರಡು ಅಗತ್ಯ ಚಲನೆಗಳೆಂದು ಯೋಚಿಸಿ.
ಒಂದೇ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ನಾಣ್ಯದ ಎರಡು ಮುಖಗಳು
ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗೆ ಘಾತೀಯವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಗಣನಾತ್ಮಕ ಸ್ಥಳಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತು. ನಂತರ ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ಈ ವಿಶಾಲವಾದ ಸ್ಥಳದ ಮೂಲಕ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧದ ಸಂಕೀರ್ಣ ಎಳೆಗಳನ್ನು ನೇಯುತ್ತದೆ, ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳ ಭವಿಷ್ಯವನ್ನು ಜೋಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ, ಸಾಮೂಹಿಕ ಕುಶಲತೆಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಎನ್ನುವುದು ಎರಡೂ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನೃತ್ಯ ಸಂಯೋಜಿಸಿದ ನೃತ್ಯವಾಗಿದೆ.
ಅವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೇಗೆ ಶಕ್ತಿ ನೀಡುತ್ತವೆ
ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಸಾಮಾನ್ಯ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ:
- ಪ್ರಾರಂಭೀಕರಣ: ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್‌ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎಲ್ಲಾ ಸಂಭಾವ್ಯ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸಮತೋಲಿತ ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್. ಇದು ಬೃಹತ್ ಸಮಾನಾಂತರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.
- ಗಣನೆ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗೇಟ್‌ಗಳ (ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ತರ್ಕ ಗೇಟ್‌ಗಳ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಮಾನ) ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಗೇಟ್‌ಗಳು ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸಂಭವನೀಯತೆಗಳನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಸಂಕೀರ್ಣ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಅವು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ವಿಭಿನ್ನ ಗಣನಾತ್ಮಕ ಮಾರ್ಗಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಮಾಡಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ - ಇದನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
- ವರ್ಧನೆ: ತಪ್ಪು ಉತ್ತರಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಮಾರ್ಗಗಳು ಪರಸ್ಪರ ರದ್ದುಗೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಮಾರ್ಗಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಬಲಪಡಿಸುವಂತೆ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪವನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
- ಅಳತೆ: ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪದ ಕಾರಣ, ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಸಂಭವನೀಯತೆಯು ಈಗ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯು ಒಂದೇ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ಗೆ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ, ಸಮಸ್ಯೆಗೆ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ದೊಡ್ಡ ಸವಾಲು: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪ್ರಪಂಚವನ್ನು ಪಳಗಿಸುವುದು
ಅವುಗಳ ಎಲ್ಲಾ ಶಕ್ತಿಗಾಗಿ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ನಂಬಲಾಗದಷ್ಟು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿವೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ನಮ್ಮ ಕಾಲದ ಅತ್ಯಂತ ಮಹತ್ವದ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸವಾಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.
ಡಿಕೋಹೆರೆನ್ಸ್: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯ ಶತ್ರು
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ದೊಡ್ಡ ಶತ್ರು ಡಿಕೋಹೆರೆನ್ಸ್. ಇದು ಒಂದು ಕ್ವಿಬಿಟ್ ತನ್ನ ಪರಿಸರದೊಂದಿಗಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದಾಗಿ ತನ್ನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು - ಅದರ ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ - ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಕಂಪನ, ಅಲೆದಾಡುವ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ, ಅಥವಾ ತಾಪಮಾನದ ಏರಿಳಿತವು ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಅನ್ನು ಅಜಾಗರೂಕತೆಯಿಂದ "ಅಳೆಯಬಹುದು", ಅದರ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯು ಸರಳ, ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ 0 ಅಥವಾ 1 ಕ್ಕೆ ಕುಸಿಯಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಗಣನೆಯನ್ನು ನಾಶಪಡಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಕಾರಣಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಂಪೂರ್ಣ ಶೂನ್ಯ ತಾಪಮಾನದ ಹತ್ತಿರ ಡೈಲ್ಯೂಷನ್ ರೆಫ್ರಿಜರೇಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಹೊರಗಿನ ಪ್ರಪಂಚದಿಂದ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ರಕ್ಷಣೆಯಂತಹ ತೀವ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಡಿಕೋಹೆರೆನ್ಸ್ ವಿರುದ್ಧದ ಹೋರಾಟವು ಅರ್ಥಪೂರ್ಣ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಕಾಲ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸುವ ನಿರಂತರ ಹೋರಾಟವಾಗಿದೆ.
ದೋಷ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಗಾಗಿ ಜಾಗತಿಕ ಅನ್ವೇಷಣೆ
ಇಂದು ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಗದ್ದಲದ ಮಧ್ಯಂತರ-ಪ್ರಮಾಣದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ (NISQ) ಸಾಧನಗಳೆಂದು ವರ್ಗೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅವು ಸೀಮಿತ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು (ಹತ್ತಾರುಗಳಿಂದ ಕೆಲವು ನೂರುಗಳವರೆಗೆ) ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಶಬ್ದ ಮತ್ತು ಡಿಕೋಹೆರೆನ್ಸ್‌ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ, ಇದು ಅವು ಪರಿಹರಿಸಬಹುದಾದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಶ್ವಾದ್ಯಂತ ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪುಗಳ ಅಂತಿಮ ಉದ್ದೇಶವೆಂದರೆ ದೋಷ-ಸಹಿಷ್ಣು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು - ಇದು ದೋಷಗಳಿಂದ ಹಳಿತಪ್ಪದೆ ಯಾವುದೇ ಉದ್ದದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲದು.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ದೋಷ ತಿದ್ದುಪಡಿ (QEC)
ದೋಷ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಕೀಲಿಯು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ದೋಷ ತಿದ್ದುಪಡಿ (QEC) ಯಲ್ಲಿದೆ. ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್‌ಗಳಂತೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ನೋ-ಕ್ಲೋನಿಂಗ್ ಪ್ರಮೇಯದಿಂದಾಗಿ ಬ್ಯಾಕಪ್ ರಚಿಸಲು ನೀವು ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಅನ್ನು ಸರಳವಾಗಿ ನಕಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಬದಲಾಗಿ, QEC ಯು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಒಂದೇ, ಪರಿಪೂರ್ಣ "ಲಾಜಿಕಲ್ ಕ್ವಿಬಿಟ್" ನ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಅನೇಕ ಭೌತಿಕ, ದೋಷ-ಪೀಡಿತ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳಾದ್ಯಂತ ಎನ್‌ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಭೌತಿಕ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಜಾಣ್ಮೆಯಿಂದ ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ (ಪ್ರಮುಖ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ನಾಶಪಡಿಸದೆ), ದೋಷಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಬಹುದು ಮತ್ತು ಸರಿಪಡಿಸಬಹುದು, ಲಾಜಿಕಲ್ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ನ ಸಮಗ್ರತೆಯನ್ನು ಮತ್ತು ಒಟ್ಟಾರೆ ಗಣನೆಯನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಬಹುದು.
ನೈಜ-ಪ್ರಪಂಚದ ಪರಿಣಾಮ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯುಗದ ಉದಯ
ನಾವು ಇನ್ನೂ ಆರಂಭಿಕ ದಿನಗಳಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ದೋಷ-ಸಹಿಷ್ಣು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಗಳು ದಿಗ್ಭ್ರಮೆಗೊಳಿಸುವಂತಿವೆ ಮತ್ತು ಹಲವಾರು ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟುಮಾಡಬಹುದು.
- ಔಷಧಿ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನ: ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಣುಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಅನುಕರಿಸಲು ಹೆಣಗಾಡುತ್ತವೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಆಣ್ವಿಕ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಪೂರ್ಣ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಮಾದರಿ ಮಾಡಬಹುದು, ಇದು ಹೊಸ ಔಷಧಗಳು, ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಮತ್ತು ಅಧಿಕ-ತಾಪಮಾನದ ಸೂಪರ್‌ಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ದಕ್ಷ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಂತಹ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
- ಹಣಕಾಸು ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್: ಅನೇಕ ಹಣಕಾಸಿನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಬಗ್ಗೆ - ಅಪಾರ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳಿಂದ ಉತ್ತಮ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಈ ಸಂಕೀರ್ಣ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಘಾತೀಯವಾಗಿ ವೇಗವಾಗಿ ಪರಿಹರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪೋರ್ಟ್‌ಫೋಲಿಯೋ ನಿರ್ವಹಣೆ, ಅಪಾಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಮುನ್ಸೂಚನೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟುಮಾಡಬಹುದು.
- ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಷಿನ್ ಲರ್ನಿಂಗ್ ಎನ್ನುವುದು AI ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಲು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ. ಇದು ಮಾದರಿ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆ, ಡೇಟಾ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಮತ್ತು ದಕ್ಷ AI ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಗತಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.
- ಕ್ರಿಪ್ಟೋಗ್ರಫಿ ಮತ್ತು ಭದ್ರತೆ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ನಮ್ಮ ಪ್ರಸ್ತುತ ಡಿಜಿಟಲ್ ಭದ್ರತಾ ಮೂಲಸೌಕರ್ಯಕ್ಕೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಬೆದರಿಕೆಯನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತವೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಶೋರ್‌ನ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಗೂಢಲಿಪೀಕರಣ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಮುರಿಯಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಒಂದು ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಸಹ ನೀಡುತ್ತದೆ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕೀ ಡಿಸ್ಟ್ರಿಬ್ಯೂಷನ್ (QKD) ನಂತಹ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್‌ಗಳು ಕದ್ದಾಲಿಕೆಯಿಂದ ನಿರೋಧಕವಾದ ಸಾಬೀತಾದ ಸುರಕ್ಷಿತ ಸಂವಹನ ಚಾನೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಪನದ ತತ್ವಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.
ತೀರ್ಮಾನ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಭವಿಷ್ಯವನ್ನು ಅಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳುವುದು
ಕ್ವಿಬಿಟ್ ಕೇವಲ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಬಿಟ್‌ನ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಆವೃತ್ತಿಯಲ್ಲ. ಇದು ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್‌ಮೆಂಟ್‌ನ ಆಳವಾದ ಮತ್ತು ಆಗಾಗ್ಗೆ ಗೊಂದಲಕ್ಕೀಡುಮಾಡುವ ತತ್ವಗಳ ಮೇಲೆ ನಿರ್ಮಿಸಲಾದ, ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಂಪೂರ್ಣ ಹೊಸ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಒಂದು ದ್ವಾರವಾಗಿದೆ. ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳು ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಬೃಹತ್ ಕ್ಯಾನ್ವಾಸ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಎಂಟ್ಯಾಂಗಲ್ಮೆಂಟ್ ಒಂದು ಗಣನಾತ್ಮಕ ಮೇರುಕೃತಿಯನ್ನು ನೇಯಲು ಬೇಕಾದ ಸಂಕೀರ್ಣ ಎಳೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ, ದೋಷ-ಸಹಿಷ್ಣು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವ ಪ್ರಯಾಣವು ದೀರ್ಘವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅಗಾಧವಾದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸವಾಲುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಡಿಕೋಹೆರೆನ್ಸ್ ಒಂದು ಅಸಾಧಾರಣ ಅಡಚಣೆಯಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ, ಮತ್ತು ದೃಢವಾದ ದೋಷ ತಿದ್ದುಪಡಿಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಆದರೂ, ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತದ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳು ಮತ್ತು ಕಂಪನಿಗಳಲ್ಲಿ ಆಗುತ್ತಿರುವ ಪ್ರಗತಿಯು ಉಸಿರುಕಟ್ಟುವಂತಿದೆ.
ನಾವು ಹೊಸ ಯುಗದ ಉದಯಕ್ಕೆ ಸಾಕ್ಷಿಯಾಗುತ್ತಿದ್ದೇವೆ. ಸೂಪರ್‌ಪೊಸಿಷನ್‌ನಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುವ ಮತ್ತು ದೂರದಲ್ಲಿನ ವಿದ್ರೂಪಿ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಕ್ವಿಬಿಟ್‌ಗಳ ವಿಚಿತ್ರ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ನೃತ್ಯವು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪಠ್ಯಪುಸ್ತಕಗಳಿಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿಲ್ಲ. ಅದನ್ನು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತಿದೆ, ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ, ಮತ್ತು ಪ್ರೋಗ್ರಾಮ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತಿದೆ, ಇದು ಮಾನವೀಯತೆಯ ಅತ್ಯಂತ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಬಲ್ಲ ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಜಗತ್ತನ್ನು ನಾವು ಈಗಷ್ಟೇ ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತಿರುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಮರುವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಬಲ್ಲ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿಗೆ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಹಾಕುತ್ತಿದೆ.