भौतिक विज्ञान में, वहाँ एक प्रसिद्ध मूर की विधि के रूप में जाना कानून है। मूर की विधि का मानना है कि प्रति इकाई क्षेत्र एकीकृत चिप ट्रांजिस्टर की संख्या हर 18 महीने दोगुना करने के लिए, कंप्यूटिंग प्रदर्शन दोगुना होगा। इसलिए, इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के लिए हार्डवेयर आधार के रूप में चिप लोगों को ताज़ा करने के लिए जारी कल्पना इलेक्ट्रॉनिक सूचना प्रौद्योगिकी।
हाल ही में, भविष्य विज्ञान पुरस्कार बैठक में 'शारीरिक विज्ञान पुरस्कार' शैक्षिक रिपोर्ट में, सैद्धांतिक विज्ञान Kavli संस्थान, के निदेशक चीनी अकादमी ऑफ साइंसेज झांग Fuchun के विश्वविद्यालय ने कहा, 'क्वांटम कंप्यूटिंग के मूर की विधि आक्रमण, क्वांटम तकनीकी क्रांति प्रौद्योगिकी, अर्थव्यवस्था और समाज में परिवर्तन ड्राइव जाएगा । '
शास्त्रीय सीमा की गणना
जब मुख्यधारा चिप निर्माण की प्रक्रिया अभी भी करने के लिए जब 22nm, 2017 वर्ष, आईबीएम एक सफलता 5nm चिप निर्माण की प्रक्रिया की घोषणा की 14 में रहते हैं। यह एक साहसिक भविष्यवाणी की है कि 2020 तक, चिप निर्माण की प्रक्रिया 2 ~ कुछ 3nm। फिर भी, चिप्स के विकास अभी भी सामना करना पड़ा तक पहुंच जाएगा था बाधाओं, एक चिप के गर्म हो, दूसरा क्वांटम प्रभाव है। झांग Fuchun कहा, जिसका मतलब है कि भविष्य में मूर की विधि की स्थापना की संभावना की संभावना एक बड़ी समस्या हो जाएगा।
झांग Fuchun शास्त्रीय गणना और क्वांटम गणना के बीच अंतर का विश्लेषण करती है, 'क्लासिक सा 0 और 1 है, qubit एक क्वांटम 0 और क्वांटम समानांतरवाद का 1 राज्य superposition, जैसे कि, क्वांटम लॉजिक गेट पर अभिनय एन qubits एक साथ किया जा सकता है 2N गुणांक संचालन पर आरोपित, अब तक आज के शास्त्रीय कंप्यूटिंग 'की क्षमता से परे।
उदाहरण के लिए, एन-बिट पूर्णांक की जटिलता को तोड़ने के लिए, झांग Fuchun ने कहा कि शास्त्रीय एल्गोरिथ्म शास्त्रीय और क्वांटम एल्गोरिदम एल्गोरिदम घातीय वृद्धि है, 'जो बड़े पैमाने पर कम्प्यूटेशनल समस्याओं को हल करने में व्यापक रूप से किया जा सकता है इस्तेमाल किया जा सकता की तुलना में एक लंबा समय लगता, क्रिप्ट विश्लेषण लागू किया जाता है, एक बड़े डाटा प्रोसेसिंग, मौसम की भविष्यवाणी, और अन्य क्षेत्रों '।
वास्तव में, क्वांटम कंप्यूटिंग के विकास अब एक कहा जा सकता है 'सैद्धांतिक और प्रायोगिक' हाथ में हाथ जाओ। झांग Fuchun ने कहा कि इस समय उद्योग में संकेत 'व्यावहारिक करने के लिए' कर दिया गया है, माइक्रोसॉफ्ट, गूगल, आईबीएम और अन्य प्रौद्योगिकी दिग्गजों में रहे हैं - अनुसंधान और क्वांटम 2005 में मानव शक्ति, सामग्री और वित्तीय संसाधनों का एक बहुत डाल कम्प्यूटिंग के विकास, माइक्रोसॉफ्ट 2015 ;. स्टेशन क्यू अनुसंधान संस्थानिक क्वांटम कंप्यूटिंग की स्थापना की, डी लहर क्वांटम annealing मशीन के 1,000 से अधिक बिट्स शुरू की, 2015, इंटेल कैपिटल अर्धचालक आधारित विकसित करने के लिए क्वांटम कंप्यूटर, 2016 में, गूगल और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा 9-बिट क्वांटम उपकरणों अतिचालक को प्राप्त; 2017, आईबीएम कि 17-बिट क्वांटम उपकरणों अतिचालक प्राप्त की घोषणा की।
क्लासिक कंप्यूटिंग चुनौतियों से परे क्वांटम कंप्यूटिंग
क्या क्वांटम कंप्यूटिंग डिवाइस के लिए आवश्यकताओं? झांग Fuchun आवश्यक शर्तों शुरू की है कर रहे हैं क्वांटम कंप्यूटिंग डिवाइस को प्राप्त करने के एक्स्टेंसिबल है, प्रारंभ किया जा सकता है लंबे समय से जुटना, आम द्वार, मध्यम श्रेणी का। कौन सा, क्षमता, और दो सूखी उपस्थिति महत्वपूर्ण पहलू scalability है क्वांटम बिट्स बड़े पैमाने पर क्वांटम गणना को प्राप्त करने की संख्या में वृद्धि करने के लिए संदर्भित करता है, एक लंबे समय जुटना, क्वांटम राज्य क्वांटम जुटना पकड़े तर्क ऑपरेशन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता।
झांग Fuchun कहा क्वांटम गणना योजना फायदे और नुकसान हैं, तथापि, 'और scalability दोनों फायदे जुटना दोनों क्वांटम समस्याओं की एक लंबी गणना के लिए मुश्किल है। "उदाहरण के लिए, अतिचालक योजना scalability होने अपेक्षाकृत अच्छा के फायदे, लेकिन यह भी अपेक्षाकृत कम जुटना समय की नुकसान है; लाभ अपेक्षाकृत लंबे संस्थानिक क्वांटम सैद्धांतिक गणना, जुटना समय है त्रुटि दर कम है, केवल एक अपेक्षाकृत प्रयोग 'अतिचालक क्वांटम कंप्यूटिंग के प्रारंभिक चरण में अवर हां। प्रोटोकॉल के वर्तमान मुख्यधारा, लेकिन संस्थानिक क्वांटम कंप्यूटिंग योजना है एक महत्वपूर्ण दूरंदेशी, सिद्धांत रूप में, क्वांटम असम्बद्धता और अन्य कार्यक्रमों का सामना के सुधार की समस्या को हल करने में सक्षम हो। '
क्वांटम राज्य के आधार पर सही रूप में, तैयार किया जा सकता है जोसेफसन जंक्शन क्वांटम उपकरणों आम तौर पर पारंपरिक अर्धचालक चिप तकनीक microfabrication की, होने के लिए एक आसान विस्तार विशेषताओं, यह भी एक अपेक्षाकृत परिपक्व प्रौद्योगिकी के क्षेत्र विनियमन, विनियमन, माप है। झांग Fuchun सुपर हमारी कहा अंतरराष्ट्रीय स्तर पर क्वांटम कंप्यूटिंग गाइड ऐसे USTC, झेजियांग विश्वविद्यालय, चीनी अकादमी ऑफ साइंसेज के रूप में तुलना, शारीरिक qubit युग्मन प्रणाली है कि सहयोग, 'प्रदर्शन काफी अच्छा है' के क्षेत्र में अग्रणी रहा है। नवीनतम विकास एक अतिचालक क्वांटम उपकरणों इंटेल के 17-qubit के लिए विकसित की है है, जो प्रदर्शित करने के लिए डिवाइस के कंप्यूटिंग चुनौतियों शास्त्रीय कंप्यूटर से परे जाने करना है।
संस्थानिक क्वांटम गणना में राज्य के किसी भी अबेलियन संस्थानिक उप अफ्रीका, एक स्थिर टोपोलॉजी qubits। टोपोलॉजी स्थिरता और, अशांति दोष के खिलाफ मजबूती बातचीत की तरह महसूस किया जा सकता इतनी के रूप में समस्या असम्बद्धता और त्रुटि सुधार, गलती सहिष्णु क्वांटम हल करने के लिए गणना।
अणु, परमाणु की तरह प्राथमिक कणों और भौतिक दुनिया के आयामों, हरी कतिपय शर्तों के अधीन नए कण भौतिकी multibody प्रणाली विकसित होती हैं।
झांग Fuchun परिचय चैनल है, जो अपने कण बराबर कणों की विशेषता है खुद को, 'वर्तमान में प्रकृति ऐसी कणों में नहीं पाया जाता भौतिकी' वहाँ एक सांस्थितिकीय क्वांटम कणों। कहा जाता Majorana fermion के साथ संबंधित गणना है '। हालांकि, हाल ही संघनित बात सामग्री कई ऐसे कणों की घर में पाया। बल्कि, Majorana शून्य मोड ब्लॉक (निर्माण खंड) संस्थानिक क्वांटम कंप्यूटिंग, जो महत्व का विषय है। '
चुनौतियों संस्थानिक क्वांटम कंप्यूटिंग
तो क्यों कर सकते हैं Majorana कण? झांग Fuchun ने कहा कि यह था, क्योंकि इलेक्ट्रॉन जोड़े के अतिचालक तंत्र (कूपर जोड़ी) के प्रभारी समरूपता के संरक्षण के विनाश। 'Superconductivity इलेक्ट्रॉनों और छेद के प्राथमिक excitations की एक superposition है, खाली अंक प्रणाली 'पोजीट्रान' में संघनित होता है, इसलिए हम एक ही स्पिन विनियमन 'कण खुद को कणों =' नए कणों, जैसे कि, Majorana कणों में तैयार किया जा सकता है। '
झांग Fuchun वर्तमान में Majorana कणों की खोज गाढ़ा सामग्री की शुरुआत की। 'माइक्रोसॉफ्ट बनाया अतिचालक nanowires दो साल घोषित भीतर उम्मीद कर रहे हैं एक qubit। एक आयामी nanowires अतिचालक आई एन ए एस nanowires + S-लहर की टोपोलॉजी का उत्पादन अतिचालक पहले शून्य मोड, nanowire endpoint शून्य मोड ऊर्जा की खाई को आकार बढ़ता है के रूप में तेजी से कम हो जाती है मनाया। इसके अलावा, सिंघुआ ज़ू Qikun chiral Majorana शून्य मोड और की तरह मिल गया। '
इसके अलावा, झांग Fuchun कि, संस्थानिक क्वांटम गणना चेहरा कई चुनौतियों का 'ये कण मौजूद ही सबूत Majorana कर रहे हैं, एक निष्कर्ष नहीं बना सकते हैं, क्वांटम जहर (क्वांटम विषाक्तता) Majorana राज्य और अन्य राज्यों और अन्य Mayola कण दूर हैं; यांत्रिक बुनाई को मापना कठिन है।
भौतिक विज्ञानी 1947 में ट्रांजिस्टर का आविष्कार किया, अर्धचालक उद्योग का बीड़ा उठाया है, आधुनिक सूचना प्रौद्योगिकी की नींव रखी। तो, भौतिकविदों आज भी क्वांटम कंप्यूटिंग में एक नई सफलता क्या है? इस संबंध में, जांग Fuchun अपने विश्वास व्यक्त किया 'चीन एक बड़े उच्च तापमान अतिचालक सामग्री शोध परिणामों और टोपोलॉजी में लगभग 10 साल, संस्थानिक क्वांटम कंप्यूटिंग विकास एक बहुत अच्छा तैयारी बनाया है, मुझे लगता है कि यह बहुत आशाजनक है'।