การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม: การสร้างตัวเลขสุ่มที่แท้จริง

การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม: การสร้างตัวเลขสุ่มที่แท้จริง เครดิตฟรี คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องที่กำหนดขึ้นเอง คาดการณ์ได้ และได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ปฏิบัติตามชุดคำสั่งในลักษณะที่ทำซ้ำได้ แน่นอนว่าคอมพิวเตอร์ลักษณะนี้ให้บริการเราเป็นอย่างดีตลอดเกือบศตวรรษที่ผ่านมา แต่การออกแบบนี้มาพร้อมกับข้อบกพร่องพื้นฐาน: ไม่สามารถดำเนินการแบบสุ่มได้¹ ตัวสร้างตัวเลขสุ่มเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างยิ่งของแอปพลิเคชั่นจำนวนมากในปัจจุบัน แต่ในขณะที่ตัวเลขที่สร้างนั้นอาจจะสุ่มเพียงพอ แต่ก็เป็นการสุ่ม “หลอก” และมักจะเป็นไปได้ที่จะทำนายหรือทำวิศวกรรมย้อนกลับในทางใดทางหนึ่ง สล็อต ทุกวันนี้ เป็นไปได้ที่จะควบคุมธรรมชาติที่แปลกประหลาดและคาดเดาไม่ได้ของอนุภาคย่อยของอะตอม และใช้พวกมันในการคำนวณภายในคอมพิวเตอร์ควอนตัม ด้วยรหัสเพียงไม่กี่บรรทัด เราสามารถโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงเพื่อสร้างตัวเลขสุ่มที่แท้จริงสำหรับเรา สิ่งที่เป็นไปไม่ได้ก่อนหน้านี้โดยใช้คอมพิวเตอร์ที่ใช้ Turing แบบคลาสสิกเครื่องกำเนิดตัวเลขสุ่มวันนี้ภาษาโปรแกรมยอดนิยมส่วนใหญ่มีตัวสร้างตัวเลขสุ่มบางรูปแบบในตัวเพื่อให้นักพัฒนาใช้งานได้ ตัวสร้างเหล่านี้โดยทั่วไปใช้เมล็ดพันธุ์อินพุตที่แสดงวันที่และเวลาปัจจุบัน แปลงค่านี้โดยใช้อัลกอริทึม และส่งออกค่าที่แตกต่างจากอินพุตที่เรามองว่าเป็นแบบสุ่ม ฟังก์ชัน scrambling เป็นอัลกอริธึมที่สามารถคาดเดาได้ซึ่งมีเอนโทรปีจำนวนมาก (สำหรับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในอินพุต …

ฉันจะสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมในบ้านของฉันได้อย่างไร

ฉันจะสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมในบ้านของฉันได้อย่างไร เครดิตฟรี เฟรมเวิร์กการเข้าถึงแบบเปิด เช่น Qiskit ช่วยให้คุณสามารถตั้งโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัมบนระบบคลาวด์ และคุณเป็นผู้กล้าได้กล้าเสียที่มีความคุ้นเคยกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม ดังนั้น ถ้าคุณบังเอิญพบว่าตัวเองต้องการอะไรทำ ลองเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่คุณสร้างขึ้นเองดูไหม สล็อต ควรจะกล่าวถึงก่อนที่ฉันจะเริ่มในทางเทคนิค คุณไม่สามารถสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ซึ่งรันอัลกอริธึมควอนตัมในบ้านของคุณ (เว้นแต่คุณจะมีเงินหลายล้านดอลลาร์ เข้าถึงสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการผลิตและการวิจัย และเวลาทุ่มเทมากมาย ในกรณีนี้ เราอาจต้องการความช่วยเหลือจากคุณมากกว่าวิธีอื่น) อย่างไรก็ตาม ด้วยงบประมาณที่เพียงพอ เวลาว่าง และบทเรียนบางส่วนเกี่ยวกับเลนส์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ DIY คุณสามารถสร้างระบบควอนตัมที่เรียบง่ายและตั้งโปรแกรมให้ใช้งานประตูควอนตัมสองสามตัวได้ คุณยังสามารถใช้ Qiskit เพื่อควบคุมอุปกรณ์ของคุณได้ด้วยการทำงานเพียงเล็กน้อย มาเริ่มกันเลย:คอมพิวเตอร์ควอนตัมคืออะไร?แน่นอนว่ามันจะช่วยให้รู้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมคืออะไรก่อนที่จะพยายามสร้างมันขึ้นมา คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นระบบที่จัดเก็บและจัดการข้อมูลโดยแสดงด้วยคุณสมบัติโดยกำเนิดของระบบควอนตัมโดยพื้นฐานแล้ว คอมพิวเตอร์คลาสสิกจะคำนวณด้วยบิต …

อัลกอริธึมควอนตัมใหม่สามารถจัดการกับวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ในวันหนึ่ง และจะนำ Wavepacket Generator มาสู่ Qiskit

อัลกอริธึมควอนตัมใหม่สามารถจัดการกับวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ในวันหนึ่ง และจะนำ Wavepacket Generator มาสู่ Qiskit เครดิตฟรี การแก้ปัญหาที่ยากมักจะต้องพัฒนาเครื่องมือคำนวณใหม่ แต่เมื่อเครื่องมือเหล่านั้นมีอยู่แล้ว นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ สามารถใช้เครื่องมือเหล่านี้ในการแก้ปัญหาของตนเองได้ หนึ่งในเครื่องมือเหล่านั้นจะมาใน Qiskit ในไม่ช้า สล็อต นักวิจัยของ IBM Quantum กำลังศึกษาวิธีจำลองกระบวนการที่ไม่ใช่อะเดียแบติกอย่างรวดเร็ว ซึ่งคุณไม่สามารถอธิบายสถานะทางนิวเคลียร์และอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลแยกกันได้ — บนคอมพิวเตอร์ควอนตัม กระบวนการเหล่านี้สร้างกลไกทางกายภาพภายใต้การสังเคราะห์ด้วยแสงและเซลล์แสงอาทิตย์ แต่ยากสำหรับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกที่จะรับมือ ทีมงานที่ IBM Research Europe ในเมืองซูริกได้คิดค้นอัลกอริทึมที่วันหนึ่งอาจทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้เปรียบในการจำลองกระบวนการเหล่านี้ อัลกอริธึมนั้นซับซ้อนเกินไปเล็กน้อยที่จะทำงานบนอุปกรณ์ในปัจจุบัน …

หลักฐานนี้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบด้านควอนตัม แม้กระทั่งสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเสียงดัง

หลักฐานนี้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบด้านควอนตัม แม้กระทั่งสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเสียงดัง เครดิตฟรี งานต่อเนื่องที่สำคัญที่สุดในช่วงแรก ๆ ของการคำนวณควอนตัมคือการระบุปัญหาที่อุปกรณ์ควอนตัมในปัจจุบันสามารถแก้ไขได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป เอกสารฉบับใหม่ได้พิสูจน์แล้วว่าภายใต้สถานการณ์ที่เหมาะสม มีบางสถานการณ์ที่แม้แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเสียงดังก็มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงค่า qubit อย่างไม่คาดคิดก็สามารถเอาชนะคอมพิวเตอร์แบบเดิมได้ บนวงจรที่คุณดำเนินการเองได้ สล็อต คอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัจจุบันถูกจำกัดด้วยข้อผิดพลาดด้วยจำนวน qubits โดยที่ qubits สามารถโต้ตอบกันได้ และด้วยความจริงที่ว่าพวกเขาสามารถเรียกใช้วงจรด้วยจำนวนขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่องในจำนวนที่จำกัดก่อนที่จะสูญเสียความสมบูรณ์ของควอนตัม เมื่อสองปีที่แล้ว ทีมนักวิจัยนานาชาติซึ่งรวมถึง Sergey Bravyi ของ IBM ได้พิสูจน์ว่าเอฟเฟกต์ควอนตัมทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมจำกัดเหล่านี้มีประสิทธิภาพเหนือกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกสำหรับปัญหาบางอย่าง ตราบใดที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกถูกจำกัดให้รันวงจรที่มีความลึกคงที่ — วงจรที่มี ขอบเขตบนของจำนวนขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่องที่สามารถเรียกใช้ได้ ทีมงานของ …

นี่คือวิธีที่ฉันสอนหลักสูตรคอมพิวเตอร์ควอนตัมให้กับนักเรียนกว่า 4,000 คนในคราวเดียว

นี่คือวิธีที่ฉันสอนหลักสูตรคอมพิวเตอร์ควอนตัมให้กับนักเรียนกว่า 4,000 คนในคราวเดียว เครดิตฟรี โดยปกติ ฉันกำลังสอนนักเรียน 30, 40 หรืออาจจะ 60 คนในชั้นเรียนคอมพิวเตอร์ควอนตัมของฉัน แต่เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว ฉันดูที่หน้าจอและพบว่ามีนักเรียนออนไลน์ 2,600 คนกำลังดูฉันออนไลน์ และอีกมากที่จะดูการบรรยายในภายหลังเป็นเรื่องที่น่าตกใจเล็กน้อย แต่ก็น่าประหลาดใจที่เห็นว่ามีความหลงใหลและความสนใจในการคำนวณควอนตัมจากผู้คนทั่วโลกเป็นอย่างมาก สล็อต สัปดาห์ที่แล้วและในสัปดาห์นี้ ทีม IBM Quantum และ Qiskit ได้จัดหลักสูตรที่ไม่เคยมีใครสอนมาก่อน: Qiskit Global Summer School ซึ่งเป็นหลักสูตรคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบเร่งรัดและระยะไกลโดยสิ้นเชิง …

เรื่องราวของอิเล็กตรอนที่ชนกัน: การเพิ่มความแม่นยำของการจำลองทางเคมีบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม

เรื่องราวของอิเล็กตรอนที่ชนกัน: การเพิ่มความแม่นยำของการจำลองทางเคมีบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม เครดิตฟรี โดยธรรมชาติแล้ว คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีความเหมาะสมอย่างยิ่งในการช่วยให้นักวิทยาศาสตร์บรรลุการค้นพบครั้งสำคัญในวิชาเคมี โดยการจำลองวัตถุเชิงกลเชิงควอนตัมอย่างโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป และเนื่องจากความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมและความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิธีการใช้งานให้ดีที่สุดนั้นดีขึ้น ในไม่ช้าเราจะมีศักยภาพในการทำนายคุณสมบัติของโมเลกุลด้วยความแม่นยำเทียบเท่ากับการทดลองในห้องปฏิบัติการจริง สล็อต การอธิบายโมเลกุลอย่างแม่นยำนั้นต้องการการจับความสมดุลที่ละเอียดอ่อนของเอฟเฟกต์การแข่งขันจำนวนมาก ซึ่งต้องใช้คิวบิตและการดำเนินการควอนตัมจำนวนมาก เพื่อช่วยให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเข้าถึงข้อกำหนดด้านความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับการค้นพบสารเคมี หรือเพื่อ “เพิ่มน้ำหนักให้มากกว่าเดิม” เพื่อใช้อุปมาเกี่ยวกับการชกมวย ทีมสหวิทยาการของนักวิจัย IBM ร่วมกับพันธมิตรจาก Daimler AG และ Virginia Tech ได้ใช้ความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์คลาสสิก เพื่อลดจำนวน qubits ที่จำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อจำลองโมเลกุลอย่างรุนแรง เราแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติของโมเลกุลกระบวนทัศน์ เช่น ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ …

วิธีที่นักศึกษามหาวิทยาลัย Howard หวังจะเปลี่ยนอนาคตของคอมพิวเตอร์ควอนตัม

วิธีที่นักศึกษามหาวิทยาลัย Howard หวังจะเปลี่ยนอนาคตของคอมพิวเตอร์ควอนตัม เครดิตฟรี กลุ่มนักศึกษาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัย Howard อาจเพิ่งเริ่มต้นการเดินทางด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่งานของพวกเขามีศักยภาพที่จะสร้างผลกระทบครั้งใหญ่ ทั้งต่ออนาคตของตนเองและสำหรับภาคสนามโดยรวมเมื่อเดือนกันยายนที่ผ่านมา IBM Quantum ได้ประกาศ IBM-HBCU Quantum Center ใหม่ ซึ่งเป็นความร่วมมือกับวิทยาลัยและมหาวิทยาลัยในอดีตของ Black (HBCUs) เพื่อต้อนรับนักศึกษาเหล่านี้เข้าสู่อนาคตของการคำนวณควอนตัมและเพื่อส่งเสริมการวิจัยคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สถาบันเหล่านี้ โปรแกรมนี้เชื่อมโยงนักศึกษาและนักวิจัยเข้ากับความเชี่ยวชาญของ IBM และให้การเข้าถึงฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงผ่าน IBM Cloud ศูนย์นี้มีนักศึกษาที่ Howard University อยู่แล้วเพื่อเรียนรู้ Qiskit …