क्वांटम कंप्यूटिंग प्रदान करेगा सफलताओं में रसायन विज्ञान. कैसे?
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यह उम्मीद है कि क्वांटम कंप्यूटिंग की अनुमति देगा करने के लिए हमारे कम्प्यूटेशनल समस्याओं को हल नहीं किया जा सकता कि हल से मौजूदा शास्त्रीय तरीकों की गणना. वर्तमान में, यह माना जाता है कि पहली अनुशासन हो जाएगा कि एक को बढ़ावा देने से क्वांटम उपलब्धियों, यह क्वांटम रसायन शास्त्र है. 1982 में, भौतिक विज्ञानी और नोबेल पुरस्कार विजेता रिचर्ड फेनमैन देखा गया है कि सिमुलेशन, और फिर विश्लेषण के अणुओं इतनी जटिल मामले के लिए डिजिटल कंप्यूटर में हो जाता है, व्यावहारिक रूप से बेकार इन मामलों के लिए.
और समस्या नहीं था कि शासी समीकरण इन सिमुलेशन में किया गया था, परिष्कृत, नहीं. वास्तव में, वे अपेक्षाकृत सरल और सीधा है, और मैं जानता था कि उनके बारे में कई वर्षों के लिए. समस्या यह थी कि अधिकांश वैज्ञानिकों में रुचि रखते हैं, अणुओं के सैकड़ों युक्त इलेक्ट्रॉनों है, और प्रत्येक इन इलेक्ट्रॉनों के साथ बातचीत के दौरान हर दूसरे इलेक्ट्रॉन में एक क्वांटम यांत्रिक तरीका है — यह है कि नेतृत्व किया गया है के लाखों लोगों के लिए बातचीत है कि नहीं संभाल सकता है, यहां तक कि सबसे शक्तिशाली कंप्यूटर.
क्वांटम कंप्यूटर
पर काबू पाने के लिए क्वांटम प्रकृति के इन समीकरणों, फेनमैन का प्रस्ताव बनाने के लिए एक क्वांटम कंप्यूटर के प्रदर्शन करेंगे कि गणना के नियमों के आधार पर क्वांटम भौतिकी, के रूप में जवाब. दुर्भाग्य से, इस तरह के एक सटीक हेरफेर के अलग-अलग क्वांटम वस्तुओं के लिए लगभग असंभव था से देखने की एक तकनीकी बिंदु है । मजाक में कामयाब है, जो बोर करने के लिए कई पिछले 35 वर्षों में किया गया था, तथ्य यह है कि क्वांटम कंप्यूटर "दस साल में."
पिछले साल एक बार क्या था एक दूर का सपना है कि धीरे-धीरे एक वास्तविकता बन गई है । क्वांटम कंप्यूटर के लिए शुरू हो दिखाई देते हैं, के लाखों लोगों के चल रहे कार्यक्रमों के बादल के माध्यम से, उपयोगी अनुप्रयोगों हासिल रूपों.
बिजली के एक क्वांटम कंप्यूटर में है, हम कर सकते हैं का आकलन लगभग qubits की संख्या, या क्वांटम बिट: प्रत्येक qubit कर सकते हैं का प्रतिनिधित्व करते हैं, दोनों 1 और 0 के साथ-साथ । वहाँ रहे हैं कई होनहार हार्डवेयर दृष्टिकोण करने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग सहित, superconducting, आयन जाल है, और एक topological ट्रांजिस्टर. उनमें से प्रत्येक के पेशेवरों और बुरा है, लेकिन अतिचालक पहले स्थान पर कब्जा करने के मामले में scalability है । गूगल, आईबीएम और इंटेल के इस दृष्टिकोण का उपयोग करने के लिए बनाने के लिए क्वांटम प्रोसेसर से लेकर 49 के लिए 72 के qubits. गुणवत्ता के एक qubit भी लगातार सुधार हो रहा है ।
एक सफलता में रसायन विज्ञान
सफलता के लिए केंद्र से वैज्ञानिकों क्वांटम अभिकलन कैम्ब्रिज और उनके सहयोगियों से JSR कॉर्प की क्षमता में निहित है अनुकरण करने के लिए Multireference राज्य के अणुओं. Multireference राज्य में, यह अक्सर आवश्यक है का वर्णन करने के लिए "उत्साहित राज्य" है कि दिखाई देते हैं जब अणुओं बातचीत.
कारण है कि इस तरह की मॉडलिंग के लिए महत्वपूर्ण है, यह है कि शास्त्रीय डिजिटल कंप्यूटर लगभग कुछ भी नहीं के साथ क्या करना Multireference अमेरिका; कई मामलों में, शास्त्रीय तरीकों की गणना, न केवल मात्रात्मक लेकिन यह भी गुणात्मक का वर्णन करने में असमर्थ के इलेक्ट्रॉनिक संरचना के अणुओं.
एक महत्वपूर्ण समस्या है कि हाल ही में हल किया गया था करने के लिए तरीके खोजने में जो एक क्वांटम कंप्यूटर कर सकता है कुशलता से गणना प्रदर्शन के साथ वांछित रासायनिक सटीकता के लिए असली दुनिया है । कार्यक्रम शुरू किया गया था 20-Cubana प्रोसेसर IBM.
<पी>क्यों रसायन विज्ञान के क्षेत्र में था कि ब्याज? रसायन विज्ञान में से एक है सबसे अधिक लाभदायक व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए कारणों की एक संख्या है । वैज्ञानिकों को उम्मीद है खोजने के लिए और अधिक ऊर्जा-कुशल सामग्री है कि में इस्तेमाल किया जा सकता बैटरी या सौर पैनलों है. वहाँ भी कर रहे हैं पर्यावरण के लाभ: के बारे में दो प्रतिशत की दुनिया की ऊर्जा में चला जाता है के उत्पादन के उर्वरक कर रहे हैं, जो बहुत अक्षम और सुधार किया जा सकता है के द्वारा परिष्कृत रासायनिक विश्लेषण ।अंत में, वहाँ रहे हैं अनुप्रयोगों में व्यक्तिगत दवा की क्षमता के साथ, भविष्यवाणी करने के लिए कैसे दवाइयों को प्रभावित करेगा के आधार पर लोगों को उनके आनुवंशिकी. लंबे समय में — अवसर विकसित करने के लिए एक दवा के लिए एक विशेष व्यक्ति को अधिकतम करने के लिए उपचार और कम से कम साइड इफेक्ट के साथ.
CQC और JSR कॉर्प थे दो रणनीतियों अनुमति दी है कि वैज्ञानिकों ने एक सफलता हासिल करने की है । पहला, वे प्रयोग किया जाता है एक मालिकाना संकलक CQC के लिए सबसे कुशल रूपांतरण के कंप्यूटर प्रोग्राम के लिए निर्देश में हेर-फेर qubit. इस तरह की दक्षता में विशेष रूप से महत्वपूर्ण आधुनिक malakouti कार, में, जिनमें से प्रत्येक qubit महत्वपूर्ण और आवश्यक है, लेकिन निष्पादन की गति के लिए महत्वपूर्ण है ।
दूसरा, वे क्वांटम मशीन सीखने, विशेष subfield के लिए मशीन सीखने का उपयोग करता है जो वेक्टर आयाम है, और न सिर्फ संभावना है । इस्तेमाल किया तरीकों के लिए क्वांटम मशीन सीखने किया गया है विशेष रूप से विकसित के लिए malakouti क्वांटम कंप्यूटर के साथ, आंशिक उतारने के साथ पारंपरिक प्रोसेसर है.
में अगले कुछ वर्षों में की उम्मीद है में सुधार करने के लिए क्वांटम दोनों हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर. के रूप में जल्द ही के रूप में गणना हो जाते हैं और अधिक सटीक, अधिक से अधिक उद्योगों से लाभ उठा सकते हैं अनुप्रयोगों के लिए क्वांटम कंप्यूटर सहित, क्वांटम रसायन शास्त्र है. गार्टनर भविष्यवाणी की है कि चार साल में 20% निगमों के बजट होगा के लिए क्वांटम अभिकलन. दस साल में वे हो जाएगा का एक अभिन्न अंग प्रौद्योगिकी.
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