สวัสดีควอนตัม: ก้าวแรกสู่การคำนวณควอนตัม

สวัสดีควอนตัม: ก้าวแรกสู่การคำนวณควอนตัม เครดิตฟรี หากคุณต้องการเริ่มเล่นกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม คุณมาถูกที่แล้ว ในบทความนี้ เราจะให้คุณเริ่มต้นด้วยพื้นฐานของการคำนวณควอนตัม นอกจากนี้เราจะแสดงให้คุณเห็นวิธีการที่จะเริ่มต้นการทดสอบตัวเองด้วยประสบการณ์ของไอบีเอ็มควอนตัม สล็อต หากคุณต้องการเริ่มต้นด้วยการทำสิ่งต่าง ๆ แทนที่จะอ่านสิ่งต่าง ๆ ให้ลองดูเกมHello Quantumที่มีพื้นฐานมาจากบทช่วยสอนนี้ คุณจะได้รับเกมสำหรับอุปกรณ์ iOSของคุณหรืออุปกรณ์ Android นอกจากนี้ยังมีส่วนต่างๆ ของหนังสือเรียน Qiskitที่คุณสามารถไขและเรียนรู้เกี่ยวกับปริศนาในเบราว์เซอร์ของคุณแต่สำหรับคนที่อยากอ่านบล็อกโพสต์ มาเริ่มกันเลย!พื้นฐานที่สุดก่อนที่เราจะพูดถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัมคอมพิวเตอร์ทั่วไปคืออะไร?พูดง่ายๆ ก็คือ มันคืออุปกรณ์ที่จัดเก็บและประมวลผลข้อมูลโดยใช้บิต ข้อมูลเหล่านี้เป็นข้อมูลง่ายๆ ที่ใช้ค่าใดค่าหนึ่งจากสองค่าที่เป็นไปได้ เราสามารถเรียกค่าเหล่านี้TrueและFalseหรือYesและNoหรือOnและOffแต่เรามักจะเรียกพวกเขาและ01ควอนตัมคอมพิวเตอร์แทนใช้qubits เหล่านี้เป็นวัตถุควอนตัมที่สามารถสร้างให้เราได้เล็กน้อย ในขณะที่พวกมันยังคงเป็นควอนตัม เราสามารถเล่นกับพวกมันในแบบที่ไม่สามารถทำได้ด้วยบิตเพียงอย่างเดียว …

ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมยิ้ม

ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมยิ้ม เครดิตฟรี เรากำลังจะสร้างโปรแกรมควอนตัมอย่างง่าย เริ่มต้นด้วยตัวอย่างคลาสสิกของโปรแกรมง่ายๆ บนคอมพิวเตอร์ปกติ: Hello, World!พิมพ์ (“สวัสดีชาวโลก!”)คอมพิวเตอร์รับอินพุตHello, World! และทำให้ปรากฏบนหน้าจอ มันทำอย่างนั้น มันทำทุกอย่าง: โดยจัดการจำนวนมากของ0s และ1s ดังนั้นในบางจุดของโปรแกรมHello, World! จะถูกเปลี่ยนเป็นสตริงไบนารีต่อไปนี้ สล็อต นี่คือการแสดงข้อความไบนารีโดยใช้การเข้ารหัส ASCII ต้องใช้บิตจำนวนมากสำหรับข้อความธรรมดา เกิน 100 จริงดิ!สมมติว่าเราต้องการทำHello, World! บนคอมพิวเตอร์ควอนตัมและเพื่อใช้qubits สิ่งเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เหมือนบิต แต่ก็มีลูกเล่นพิเศษของควอนตัมเนื่องจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำทุกอย่างได้ตามปกติ เราจึงสามารถเรียกใช้โปรแกรมเดียวกันได้ 104 …

การซ้อนทับควอนตัมของเสือกับหมี

การซ้อนทับควอนตัมของเสือกับหมี เครดิตฟรี รูปภาพของเสือกับหมีที่ซ้อนทับกัน แม้ว่าจะมีหลายวิธีที่อาจจะพยายามบรรลุผลนี้ แต่ฉันใช้วิธีที่ค่อนข้างแปลกใหม่: ฉันสร้างการซ้อนทับควอนตัมของพวกเขาบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมก่อนที่เราจะพูดถึงว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมคืออะไร เรามาทำความรู้จักกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมกันก่อนดีกว่า คอมพิวเตอร์ทั่วไปถูกสร้างขึ้นจากบิต : ข้อมูลชิ้นเล็ก ๆ ที่สามารถรับค่า0หรือ1. สล็อต บิตสามารถนำมารวมกันเพื่อสร้างสตริงบิต เช่น0001หรือ0010. นี่เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเข้ารหัสข้อมูลแทบทุกอย่าง ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือการใช้พวกมันสำหรับตัวเลข: 1คือ 1, 10คือ 2, 100คือ 4 และต่อไปเรื่อยๆสำหรับเลขยกกำลังของ 2 และทุกสิ่งในระหว่างนั้นคอมพิวเตอร์ควอนตัมถูกสร้างขึ้นจากqubitsแทน เช่นเดียวกับบิต สิ่งเหล่านี้สามารถรับค่า0และ1และเราสามารถรวมมันเข้าด้วยกันเพื่อสร้างสตริงได้เช่นกัน ถ้าเราต้องการ เราก็แค่ใช้ …

เหตุใดตัวแปรในคอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงดูน่ากลัว

เหตุใดตัวแปรในคอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงดูน่ากลัว เครดิตฟรี การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์หมายถึงการจัดการตัวแปรจำนวนมาก เหล่านี้มาในรูปแบบต่างๆเช่นintหรือหรือfloat boolแต่พวกเขาทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากสิ่งเดียวกัน: บิตในคอมพิวเตอร์ควอนตัม โครงสร้างพื้นฐานจะแตกต่างกันเล็กน้อย เราจะใช้qubitsซึ่งเป็นเวอร์ชันควอนตัมของบิต พวกเขามีคุณสมบัติที่ฟังดูคล้ายกับปรัชญา mumbo-jumbo เช่น “เป็นทั้ง 0 และ 1 ในเวลาเดียวกัน” แต่มันไม่ใช่แค่เวทย์มนต์เท่านั้น: คุณสมบัติเหล่านี้ถูกกำหนดไว้อย่างดีและมีผลที่ทรงพลัง สล็อต หนึ่งในตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดที่เกี่ยวข้องกับการที่เรียกว่าการทดสอบเบลล์ การทดสอบเหล่านี้เป็นการทดสอบที่ตั้งค่าไว้โดยเฉพาะเพื่อให้ตัวแปรมาตรฐานผ่านเสมอ แต่บางครั้งควอนตัมอาจล้มเหลว ดังนั้นพวกเขาจึงเป็นวิธีที่สามารถวัดผลได้เพื่อแสดงให้เห็นว่าเราได้ย้ายเข้าสู่อาณาจักรควอนตัมแล้วตอนนี้เรามีคอมพิวเตอร์ควอนตัมบนคลาวด์ และเรามี SDK เช่นQISKitของ IBM เพื่อตั้งโปรแกรม มาทำแบบทดสอบ Bell …

สัมผัสประสบการณ์คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังที่สุดด้วยบทช่วยสอน Qiskit

สัมผัสประสบการณ์คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังที่สุดด้วยบทช่วยสอน Qiskit เครดิตฟรี สำหรับคนส่วนใหญ่ การคำนวณควอนตัมเป็นเรื่องใหม่และน่าตื่นเต้น แต่ในขณะเดียวกันก็อาจทำให้สับสนได้เช่นกัน แนวคิดเช่น ‘การซ้อนทับควอนตัม’ และ ‘การพัวพันควอนตัม’ อาจเป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจ นับประสาใช้ในอัลกอริทึม นั่นคือเหตุผลที่เมื่อเราเปิดตัว IBM Q Experience ในเดือนพฤษภาคม 2016เราไม่เพียงแต่สร้างอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบกราฟิกเชิงโต้ตอบเพื่อสร้างและเรียกใช้วงจรควอนตัมเท่านั้น เรายังให้คู่มือผู้ใช้โดยละเอียดที่อธิบายวิธีใช้อินเทอร์เฟซและ ฟิสิกส์และคณิตศาสตร์เบื้องหลังการคำนวณควอนตัม สล็อต ในทำนองเดียวกัน เมื่อเราเปิดตัว Qiskit เมื่อหนึ่งปีที่แล้วเราได้รวมบทช่วยสอนเกี่ยวกับโน้ตบุ๊ก Jupyter เกี่ยวกับวิธีสร้างโปรแกรมควอนตัมอย่างง่ายและใช้งาน สัปดาห์นี้ เราได้เปิดตัวช่องQiskit YouTubeสำหรับการแชร์วิดีโอสอนการใช้งานและด้วยความช่วยเหลือจากชุมชน …

แก้การควอนตัมเทเลพอร์ต

แก้การควอนตัมเทเลพอร์ต เครดิตฟรี ในโพสต์นี้ ฉันจะช่วยไขความลึกลับของการเคลื่อนย้ายควอนตัมและให้ตัวอย่างโค้ดที่คุณสามารถเรียกใช้บนQuantum Experience ของ IBMเพื่อดูการทำงานจริง ฉันจะใช้QISKitในบทความนี้ ดังนั้นให้ดาวน์โหลดและติดตั้ง SDK สล็อต นี่เป็นโพสต์ต่อจากบทความก่อนหน้าเกี่ยวกับ S uperdense Codingดังนั้นฉันขอแนะนำให้คุณอ่านเรื่องนี้ก่อน เนื่องจากคุณจะต้องมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับการซ้อนทับควอนตัมและการพัวพันก่อนที่จะจัดการกับเรื่องของการเคลื่อนย้ายควอนตัมดังที่เราจะได้เห็นการเคลื่อนย้ายควอนตัมเป็นอีกด้านของการเข้ารหัสที่หนาแน่นมาก ในการเข้ารหัสแบบ superdense เราสามารถส่งข้อมูลคลาสสิกสองบิตโดยใช้เพียง qubit เดียว ในการเคลื่อนย้ายควอนตัม เราจะใช้ข้อมูลคลาสสิกสองบิตเพื่อส่ง qubit เดียวที่อยู่ในสถานะควอนตัมที่ไม่รู้จักฉันจะแนะนำคุณเกี่ยวกับคณิตศาสตร์ วงจรควอนตัม และรหัส ระหว่างทางฉันจะอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นในแต่ละขั้นตอน ก่อนที่ฉันจะเริ่ม ฉันคิดว่าคุณมีความรู้เกี่ยวกับคิวบิต …

ฉันกลายเป็นนักวิทยาศาสตร์การคำนวณควอนตัมได้อย่างไร

ฉันกลายเป็นนักวิทยาศาสตร์การคำนวณควอนตัมได้อย่างไร เครดิตฟรี อ็อกซ์ฟอร์ด 5 พฤษภาคม 2559 ทุกเช้าตั้งแต่ฉันเริ่มรับทุนเมื่อ 4 เดือนก่อน ฉันตื่นมาหยิบจักรยานที่ยืมมา (ซึ่งเกือบฆ่าฉันหลายครั้ง) และขี่ข้ามเมืองอ็อกซ์ฟอร์ด จากราลีพาร์คไปยังถนนเคเบิล เว็บไซต์สำหรับกลุ่มทฤษฎีอนุภาคของสถาบันรูดอล์ฟเพียร์ลสำหรับฟิสิกส์ทฤษฎี กิจวัตรประจำวันของฉันเมื่อมาถึงที่ทำงานเริ่มต้นด้วยน้ำหนึ่งแก้ว ซึ่งฉันดื่มขณะอ่านข่าว ตามด้วยกาแฟ ซึ่งฉันชอบขณะอ่าน quant-ph และ hep-th บน arXiv วันนั้นฉันสะดุดกับข่าวที่น่าทึ่ง IBM ได้ประกาศ ” โปรเซสเซอร์ควอนตัมขั้นสูง ” ให้กับชุมชนวิทยาศาสตร์ไม่เพียง …

Qiskit VSCode Extension: เครื่องมือใหม่เพื่อปรับปรุงประสบการณ์การเขียนโปรแกรมควอนตัมของคุณ

Qiskit VSCode Extension: เครื่องมือใหม่เพื่อปรับปรุงประสบการณ์การเขียนโปรแกรมควอนตัมของคุณ เครดิตฟรี ส่วนขยาย Qiskit VSCode ของเราได้รับการออกแบบมาเพื่อให้นักพัฒนาสามารถรวมการเข้ารหัส Qiskit เข้ากับเวิร์กโฟลว์ซอฟต์แวร์ปกติของตนได้อย่างง่ายดายโดยใช้ Visual Studio Code ซึ่งเป็นหนึ่งในบรรณาธิการที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ส่วนขยายนี้ช่วยให้ผู้ใช้อัปเดต Qiskit อยู่เสมอ ตรวจหาข้อผิดพลาดของโค้ดและโค้ดเติมข้อความอัตโนมัติ คุณลักษณะเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยให้ผู้เริ่มต้นเรียนรู้ไวยากรณ์ที่ถูกต้องสำหรับ Qiskit และช่วยให้ผู้ใช้ขั้นสูงและนักวิจัยพบข้อผิดพลาดได้เร็วขึ้น และจดจำพารามิเตอร์สำหรับฟังก์ชัน Qiskit ต่างๆ ด้วยการใช้ประโยชน์จากฟังก์ชันนี้ ผู้ใช้สามารถใช้เวลาทำการทดสอบมากกว่าที่จะแก้ไขข้อผิดพลาด สล็อต ตามที่ระบุไว้ในโพสต์อื่นเป้าหมายหลักของ Qiskit …

ข้อจำกัดของวงจรควอนตัมและการหลีกเลี่ยงสิ่งเหล่านี้

ข้อจำกัดของวงจรควอนตัมและการหลีกเลี่ยงสิ่งเหล่านี้ เครดิตฟรี คอมพิวเตอร์ควอนตัมทางกายภาพมีข้อจำกัดมากมายที่แบบจำลองทางทฤษฎีในอุดมคติของคอมพิวเตอร์ควอนตัมมักจะละเลย การเชื่อมต่อที่จำกัดระหว่าง qubits เป็นข้อจำกัดอย่างหนึ่ง เฉพาะในกรณีที่เชื่อมต่อ qubits เราสามารถใช้เกตสองบิตระหว่างกันได้ เมื่อไม่เป็นเช่นนั้น เราต้องย้าย qubits ไปยังที่ที่เราสามารถใช้เกตได้ สล็อต ล่าสุดQiskit นักพัฒนาท้าทายถามนักพัฒนาซอฟต์แวร์เขียนสำหรับการเปลี่ยนวงจรการทำงานรอบข้อ จำกัด การเชื่อมต่อ (การส่งของฉันผูกสำหรับสถานที่ที่สอง ) มันจะเปิดออกปัญหานี้เป็นเรื่องยาก เมื่อเราแยกย่อยออกเป็นปัญหาย่อยต่างๆ เราพบว่าตัวเองต้องเผชิญกับปัญหา NP-hard มากมาย (การจัดตารางงาน การเพิ่มประสิทธิภาพ ปัญหาด้านสถานที่และเส้นทาง)หัวใจของปัญหาคือการตัดสินใจว่าจะวาง qubits ไว้ที่ใดในส่วนต่างๆ …

การปรับปรุงควอนตัมคอมไพเลอร์

การปรับปรุงควอนตัมคอมไพเลอร์ เครดิตฟรี ฉันพบข้อมูลเกี่ยวกับ Qiskit Developer Challenge เมื่อต้นเดือนเมษายนโดยดูจากฟอรัม IBM-Q ถึงเวลานั้น ฉันใช้ Qiskit เป็นครั้งคราวเป็นเวลาสองสามเดือนเพื่อรันวงจรควอนตัมง่ายๆ สองสามตัวบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริง ส่วนใหญ่เป็นเพราะสิ่งนี้ค่อนข้างเจ๋ง ความท้าทายขอให้ปรับปรุงคอมไพเลอร์ Qiskit ปัจจุบัน ฉันไม่เคยดูหรือสนใจคอมไพเลอร์มาก่อน ดังนั้นฉันคิดว่านี่เป็นวิธีที่ดีในการทำความเข้าใจ สล็อต งานของคอมไพเลอร์มีสองเท่า: เมื่อพิจารณาจากวงจรควอนตัมโดยเฉพาะ มันจะปรับให้เหมาะสมในทางใดทางหนึ่ง ในกรณีนี้ ลดจำนวนประตู CNOT ที่ใช้ แต่ที่สำคัญกว่านั้น มันปรับเปลี่ยนวงจรในลักษณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถดำเนินการได้ด้วยโทโพโลยีเฉพาะ (โทโพโลยีจะบอกคุณระหว่างคิวบิตที่ …