Квант гэж юу вэ?
“Квант” гэдэг нь атом, субатомын тоосонцор гэх мэт хамгийн жижиг масштабтай бодис, энергийн зан төлөвийг тодорхойлдог физикийн үндсэн онол болох квант механикаас гаралтай нэр томъёо юм. Квантын механик нь квант орон дахь бөөмс ба долгионы зан үйлийг зохицуулах зарчмуудыг авч үздэг физикийн салбар юм.
Квант механикийн зарим үндсэн зарчмууд нь:
1. Суперпозиция: Квантын ертөнцөд бөөмсүүд нэгэн зэрэг олон төлөвт оршиж болно, үүнийг суперпозиция гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, бөөм нь нэгэн зэрэг эргэлдэж, эргэлддэг суперпозицияд байж болно.
2. Долгион-бөөмийн хоёрдмол байдал: Электрон, фотон зэрэг бөөмс нь бөөмс болон долгионы шинж чанарыг хоёуланг нь харуулж чаддаг. Энэ нь зарим туршилтанд тэд салангид бөөмс шиг аашилж, заримд нь долгионтой төстэй интерференцийн хэв маягийг харуулж чадна гэсэн үг юм.
3. Тодорхойгүй байдлын зарчим: Вернер Хайзенбергийн томъёолсон тодорхойгүй байдлын зарчим нь тодорхой хос физик шинж чанаруудыг (жишээ нь, байрлал, импульс) нэгэн зэрэг нарийн хэмжих боломжгүй гэж заасан байдаг. Нэг шинж чанарыг илүү нарийвчлалтай хэмжих тусам нөгөөг нь бага нарийвчлалтай мэдэж болно.
4. Орооолцох: Хоёр ба түүнээс дээш бөөмс орооцолдох үед тэдгээрийн квант төлөв нь тэдгээрийн хоорондын зайнаас үл хамааран нэг бөөмийн төлөв нь нөгөө бөөмийн төлөвтэй үндсэндээ хамааралтай байхаар харилцан уялдаатай болдог.
5. Квантын туннелжилт: Квантын туннелжилт нь сонгодог физикийн дагуу давж гаршгүй энергийн саадыг дамжин өнгөрөх үед үүсдэг. Энэ үзэгдэл нь квант тооцоолол, цөмийн нэгдэл зэрэг янз бүрийн салбарт нөлөөлөлтэй байдаг.
6. Квантын интерференц: Квантын интерференц нь квант долгионууд бие биенээ бэхжүүлж эсвэл цуцалж, улмаар бүтээмжтэй эсвэл сүйтгэгч интерференцийн ажиглагдахуйц хэв маягийг бий болгодог үзэгдэл юм.
Квант механик нь орчлон ертөнцийн талаарх бидний ойлголтод хамгийн суурь түвшинд томоохон хувьсгал хийхэд хүргэсэн. Энэ нь янз бүрийн электрон төхөөрөмжүүдийн салшгүй хэсэг болох хагас дамжуулагч, лазер, хэт дамжуулагч зэрэг орчин үеийн олон технологийн үндэс суурийг бүрдүүлдэг.
Квантын механик нь мөн квант тооцооллын үндсэн онол бөгөөд квант системийн өвөрмөц шинж чанарыг ашиглан тодорхой төрлийн асуудлуудад урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй хурд, үр ашигтай тооцоолол хийх зорилготой салбар юм. Квант механик нь хими, нанотехнологи, тэр ч байтугай биологи зэрэг янз бүрийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь квант түвшинд матери, энергийн үйл ажиллагааны талаархи ойлголтыг өгдөг.
Квантын тооцоолол нь сонгодог компьютерт дэндүү төвөгтэй асуудлуудыг шийдвэрлэхийн тулд квант механикийн хуулиудыг ашигладаг хурдацтай хөгжиж буй технологи юм.
Өнөөдөр IBM Quantum нь бодит квантын техник хангамжийг үйлдвэрлэдэг бөгөөд үүнийг эрдэмтэд ердөө гучин жилийн өмнө төсөөлж эхэлсэн бөгөөд олон зуун мянган хөгжүүлэгчдэд ашиглах боломжтой болсон. Манай инженерүүд програм хангамж болон квант-сонгодог зохион байгуулалтын чухал ахиц дэвшлийн зэрэгцээ тогтмол давтамжтайгаар илүү хүчирхэг хэт дамжуулагч квант процессоруудыг нийлүүлдэг. Энэхүү ажил нь дэлхийг өөрчлөхөд шаардлагатай квант тооцоолох хурд, хүчин чадлыг чиглүүлдэг.
Квантын тооцооллын цөмд кубит (квант бит) оршдог. 0 эсвэл 1 байж болох сонгодог битүүдээс ялгаатай нь кубит нь 0 ба 1-ийн аль алиныг нь илэрхийлдэг төлөвүүдийн суперпозицияд байж болно. Энэхүү суперпозицийн өвөрмөц шинж чанар нь квант компьютеруудад олон тооны тооцооллыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэх боломжийг олгож, тэдгээрийн боловсруулалтын хүчийг эрс нэмэгдүүлдэг.
Квантын тооцоолол нь криптограф, оновчлолын асуудал, эмийн нээлт, материаллаг шинжлэх ухаан зэрэг төрөл бүрийн салбарт хувьсгал хийх боломжтой. Жишээлбэл, энэ нь одоо байгаа аюулгүй криптографийн системийг эвдэж болох ч квант халдлагаас хамгаалах шинэ шифрлэлтийн аргуудыг боловсруулахад тусалж чадна.
Гэсэн хэдий ч тогтвортой, найдвартай квант компьютерийг барьж, засварлах нь квантын уялдаа холбоогүй байдал, дуу чимээ, алдаа засах зэрэг хүчин зүйлсээс шалтгаалж технологийн асар том сорилт юм. Дэлхий даяарх судлаачид болон компаниуд энэхүү сэтгэл хөдөлгөм технологийн бүрэн боломжийг нээхийн тулд практик, өргөтгөх боломжтой квант тооцооллын системийг хөгжүүлэхээр идэвхтэй ажиллаж байгаа.
Квантын тооцоолол нь эхний шатандаа байгаа хэдий ч өнөөг хүртэл гарсан ахиц дэвшил, түүний үзүүлж буй боломжууд нь шинжлэх ухааны нийгэмлэг болон салбаруудад ихээхэн сэтгэл хөдлөл, хөрөнгө оруулалтыг бий болгосон. Технологи үргэлжлэн хөгжихийн хэрээр квант тооцоолол нь сонгодог компьютерт хүрэх боломжгүй нарийн төвөгтэй асуудлуудыг шийдвэрлэх, инновацийг хөгжүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэх болно.
