مقدار جو حساب: هڪ سبق

ساموئل ايل برونسٽين

خلاصو:

تصور ڪريو ھڪڙو ڪمپيوٽر جنھن جي يادگيري ظاھر آھي ان جي ظاھري جسماني سائيز کان وڏي. ھڪڙو ڪمپيوٽر جيڪو ultaneouslyيھر ڪري سگھي ٿو آھستي آھستي سيٽ جي سا setئي وقت؛ ھڪڙو ڪمپيوٽر جيڪو ھلبرٽ اسپيس جي گودھولي واري علائقي ۾ شمار ڪري ٿو. توھان سوچي رھيا ھوندؤ ڪوانٽم ڪمپيوٽر. نسبتا few ڪجھ ۽ سادو تصورات Quantum mechanics مان گھربل آھن Quantum ڪمپيوٽرن کي ھڪ امڪان اھڻ لاءِ. لطافت اها رهي آهي ته سکڻ ۾ انهن مفهومن کي يرائڻ. suchا اهڙو ڪمپيوٽر هڪ ناگزير آهي يا ان کي تعمير ڪرڻ تمام مشڪل هوندو؟

ھن پيپر ۾ اسان ھڪڙو سبق ڏيون ٿا ته ڪئين مقدار جي ميخانيات استعمال ڪري سگھجن ٿا حساب کي بھتر ڪرڻ لاءِ. اسان جو چئلينج: حل ڪرڻ ھڪڙو مشڪل مشڪل مسئلو ھڪڙي روايتي ڪمپيوٽر لاءِ — اھو ھڪڙي وڏي تعداد کي فيڪٽر ڪرڻ جو. ا preئين طور تي ، اسان حساب ڪتاب جي معياري اوزارن ، يونيورسل گيٽس ۽ مشينن جو جائزو وون ٿا. انھن خيالن کي پھريائين لا appliedو ڪيو و classي ٿو ڪلاسيڪل ، ناپيد ٿيندڙ ڪمپيوٽرن تي ۽ پوءِ مقدار جي ڪمپيوٽرن تي. ڪوانٽم ڪمپيوٽر جو هڪ اسڪيمي ماڊل بيان ڪيو ويو آهي ۽ گڏوگڏ ان جي پروگرامنگ ۾ موجود ڪجھ خاميون. شور الورورٿم [ 1 ، 2] ڪوانٽم ڪمپيوٽر تي مؤثر طريقي سان فيڪٽرنگ نمبرن لاءِ twoن حصن ۾ پيش ڪيو ويو آھي: الگورتھم جي اندر ڪوانٽم جو طريقو ۽ ڪلاسيڪل الگورتھم جيڪو ڪوانٽم پروسيجر کي سڏيندو آھي. رياضياتي structureانچو فيڪٽري ۾ جيڪو makesاھي ٿو شور الورگيتھم کي ممڪن بڻائي بحث ڪيو ويو آھي. اسان نتيجو ڪludeون ٿا ھڪڙي نقطي نظر سان فزيبلٽي ۽ امڪانن تي ايندڙ سالن ۾ ڪوانٽم حساب جي.

اچو ته شروع ڪريون مسئلو بيان ڪرڻ سان هٿ ۾: هڪ نمبر N کي ان جي بنيادي عوامل ۾ فيڪٽر ڪرڻ (مثال طور ، نمبر 51688 ٿي سگھي ٿو سڙي وي ). ھڪڙو آسان طريقو اھو اندازو لائڻ جو ته ڪھڙيءَ ريت ھڪڙو خاص الگورٿم ڪنھن مسئلي کي حل ڪري سگھي ٿو اھو پ askڻ ته ڪيئن الورورٿم اسڪيل کي مڪمل ڪرڻ لاءِ قدمن جو تعداد ”ان پٽ“ جي ماپ سان الگورتھم کي کارايو ويندو آھي. فيڪٽرنگ مسئلي لاءِ ، ھي ان پٽ آھي ر theو نمبر N اسان چاھيون ٿا فيڪٽر؛ ان ڪري داخل ٿيڻ جي ڊگھائي آھي . (لوگرٿم جو بنياد اسان جي نمبرنگ سسٽم پاران طئي ڪيو ويندو آھي. اھڙي طرح 2 جو بنياد بائنري ۾ ڊگھائي ڏئي ٿو a 10 جو بنياد.ڊيزل ۾.) ‘مناسب’ الگورتھم اھي آھن جيڪي ان پٽ سائيز ۾ ڪجھ نن -ي ڊگري پولينومل جي حيثيت رکن ٿا (شايد 2 يا 3 جي ڊگري سان ).

روايتي ڪمپيوٽرن تي بھترين factاتل فيڪٽرنگ الگورتھم مرحلن ۾ ھلندو آھي [ 3 ]. ھي الگورتھم ، تنھنڪري ، ترازو تيزيءَ سان ان پٽ سائيز سان . مثال طور ، 1994 ۾ ھڪڙو 129 عدد نمبر (جيڪو RSA129 [ 3 ‘ ] جي نالي سان ساتو وي ٿو) ڪاميابي سان alاھيو ويو ھن الگورتھم کي استعمال ڪندي تقريبن 1600 ورڪ اسٽيشنن تي دنيا ۾ پکڙيل. س factorي فيڪٽرائيزيشن کي ا eight مهينا ل [ي ويا [ 4 ]. ھن کي استعمال ڪندي مٿين ماپيل اسڪيلنگ جي اfڪٿي ڪندڙ جو اندازو ل ،ائڻ لاءِ ، اسان thatوليون ٿا ته اھو ل 800 800 800،000 سال ل factorن ٿا ھڪڙي 250 عددي نمبر کي سا computerي ڪمپيوٽر پاور سان. ساlyئي طرح ، 1000 عدد نمبر گھرجنسال (ڪائنات جي عمر جي significantlyيٽ ۾ خاص طور تي ڊگھو). وڏي تعداد کي فيڪٽ ڪرڻ ۾ ڏکيائي عوامي ڪنجي ڪرپٽو سسٽم لاءِ اھم آھي ، جيئن بئنڪن پاران استعمال ڪيل. اتي ، اهڙا ڪوڊ reروسو ڪن ٿا فيڪٽرنگ نمبرن جي مشڪل جي چو aroundاري 250 انگن اکرن سان.

تازو ، هڪ الگورتھم developedاهيو ويو فيڪٽرنگ نمبرن لاءِ ڪوانٽم ڪمپيوٽر تي جيڪو هلندو مرحلن ۾ جتي نن isو آهي [ 1 ]. ھي ان پٽ سائيز ۾ تقريبا qu چوطرفه آھي ، تنھنڪري 1000 عدد نمبر کي اھڙي الگورتھم سان فيڪٽر ڪرڻ لاءِ ر aو ڪجھ ملين مرحلن جي ضرورت پوندي. مطلب اهو آهي ته فيڪٽري تي publicل عوامي ڪيئي ڪرپٽو سسٽم ableي سگھجن ٿا.

توھان کي اھو خيال ڏيارڻ لاءِ ته ھيءَ ظھري س improvementارو ڪيئن ممڪن ٿي سگھي ٿو ، اسان ھڪڙي ابتدائي ڪوانٽم ميخانياتي تجربي جو جائزو و thatون ٿا جيڪو ظاھر ڪري ٿو ته اھڙي طاقت ڪٿي لڪيل ھوندي [ 5.]. twoن حصن وارو تجربو پروٽوٽائپڪ آھي کوانٽم ميخانياتي رويي کي ڏسڻ لاءِ: ھڪڙو ذريعو فوٽون ، اليڪٽران يا otherيا ذرڙا خارج ڪري ٿو جيڪي pairنھي جوڙن تائين پھچن ٿا. ھي ذرڙا وھندا آھن وحداني ارتقا ۽ آخر ۾ ماپ. اسان ڏسون ٿا ھڪڙي مداخلت جو نمونو ، bothئي سلٽ کليل آھن ، جيڪي مڪمل طور تي ختم ٿي و ifن ٿا جيڪڏھن يا ته سلائيٽ ڪيل آھي. ڪن معنائن ۾ ، ذرڙا bothنهي سلاٽن مان گذري و .ن ٿا متوازي ۾. جيڪڏھن اھڙا وحداني ارتقا ھئا ھڪڙي حساب جي نمائندگي ڪرڻ لاءِ (يا حساب جي اندر ھڪڙو آپريشن) ته پوءِ ڪوانٽم سسٽم ھوندو compڻپيوڪر ۾ حساب ڪتاب. Quantum parallelism مفت ۾ اچي ٿو. ھن نظام جو نتيجو ڏنو ويندو تعميري مداخلت جي وچ ۾ متوازي حسابن ۾.