ทฤษฎีควอนตัมมีอายุมากกว่าหนึ่งศตวรรษ แต่นักฟิสิกส์ยังคงงุนงงและยินดีกับความแปลกประหลาดของโลกควอนตัม ในขณะที่กฎของฟิสิกส์คลาสสิกอธิบายปรากฏการณ์ที่เราประสบทุกวันได้สำเร็จ อะตอมและวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ ปฏิบัติตามกฎควอนตัมที่บางครั้งดูเหมือนจะท้าทายสามัญสำนึก ซึ่งทำให้จิตใจมนุษย์อ่อนแอของเรายุ่งเหยิง ในศตวรรษที่ 21 เราหวังว่าจะนำความแปลกประหลาดนี้
มาใช้โดย
การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถทำงานที่น่าทึ่งได้ เพื่อให้เข้าใจว่าโลกคลาสสิกและโลกควอนตัมแตกต่างกันอย่างไร การระลึกว่าข้อมูลได้รับการเข้ารหัสและประมวลผลโดยระบบทางกายภาพจะมีประโยชน์อย่างไร เช่นเดียวกับที่ข้อมูลดิจิทัลสามารถแสดงในรูปของบิต ข้อมูลที่ดำเนินการ
โดยระบบควอนตัมสามารถแสดงในรูปของหน่วยที่แบ่งแยกไม่ได้ซึ่งเรียกว่าควอนตัมบิตหรือ “คิวบิต” qubit เป็นเพียงระบบควอนตัมที่มีสถานะที่แตกต่างกันสองสถานะ และสามารถรับรู้ทางกายภาพได้หลายวิธีที่เป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น โดยการหมุนของอิเล็กตรอนตัวเดียว แต่เพื่อทำความเข้าใจว่า แตกต่าง
อย่างไร ให้เรามองในเชิงนามธรรมมากขึ้นหมวยฉลาดเราสามารถนึกภาพเป็นกล่องที่มีลูกบอลอยู่ข้างในซึ่งมีสีแดงหรือสีเขียวก็ได้ กล่องมีประตูเดียวที่เราสามารถเปิดเพื่อดูสีของลูกบอล qubit ก็เป็นกล่องแบบนี้เช่นกัน แต่มีประตูสองบานที่ทำเครื่องหมาย 1 และ 2 เมื่อใดก็ตามที่เราเปิดกล่อง เราต้องเลือก
ประตู 1 หรือประตู 2 เราไม่สามารถเปิดทั้งสองอย่างได้ อย่างไรก็ตาม การเปิดประตูไม่เพียงแต่เผยให้เห็นสีภายในเท่านั้น แต่ยังเป็นการรบกวนสิ่งที่อยู่ภายในอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้อีกด้วย ถ้าเราใส่ลูกบอลสีแดงที่ประตู 1 แล้วเปิดประตู 2 ในภายหลัง ลูกบอลที่ออกมาจะมีสีแบบสุ่ม: สีแดงที่มีความน่าจะเป็น ½
และสีเขียวที่มีความน่าจะเป็น ½ แม้ว่าเรามักจะใช้ความน่าจะเป็นเพื่ออธิบายระบบคลาสสิก แต่ความสุ่มที่แสดงโดยระบบควอนตัมนั้นแตกต่างกัน ถ้ากล่องคลาสสิกมีลูกบอลอยู่ข้างใน และเราไม่ทราบสีที่แน่นอนของลูกบอล เราจะกำหนดความน่าจะเป็นให้กับสีที่เป็นไปได้สองสี ซึ่งสะท้อนถึงความรู้
ที่ไม่สมบูรณ์
ความแตกต่างที่ลึกที่สุดระหว่างข้อมูลคลาสสิกและข้อมูลควอนตัมสามารถชื่นชมได้อย่างเต็มที่ก็ต่อเมื่อเราพิจารณาระบบที่มีมากกว่าหนึ่งส่วน ลองพิจารณาสอง คู่ควิบิตนี้สามารถเตรียมได้ในสภาวะที่หากอลิซเปิดประตูกล่องใดบานหนึ่งของเธอในลอนดอน เธอจะเห็นสีแบบสุ่ม และเช่นเดียวกันกับบ็อบในนิวยอร์ก
ดังนั้นจึงไม่มีฝ่ายใดได้รับข้อมูลใดๆ โดยการวัดระดับความสามารถของตน ข้อมูลถูกซ่อนอยู่ในความสัมพันธ์ แทนระหว่างสิ่งที่อลิซเห็นเมื่อเปิดประตูในลอนดอนและสิ่งที่บ็อบเห็นเมื่อเปิดประตูในนิวยอร์ก ในรัฐนี้รับประกันได้ว่าอลิซและบ็อบจะพบสีเดียวกันหากทั้งคู่เปิดประตูบานเดียวกัน
มีสี่วิธีที่แยกแยะได้ซึ่งกล่องในลอนดอนและนิวยอร์กอาจสัมพันธ์กันอย่างสมบูรณ์ อลิซและบ็อบสามารถเห็นสีเดียวกันหรือสีต่างกันเมื่อทั้ง 2 ประตูเปิดอยู่ 1 หรือทั้ง 2 ประตูเปิดอยู่ 2 โดยการเลือกหนึ่งในสี่วิธีนั้น เรา ได้เก็บไว้สองบิตในกล่อง แน่นอนว่าระบบคลาสสิกสามารถมีความสัมพันธ์กันได้
แต่นี่แตกต่างกัน สิ่งที่แปลกคือข้อมูลไม่สามารถเข้าถึงได้อย่างสมบูรณ์ในเครื่อง มันถูกเก็บไว้ในความสัมพันธ์ทั้งหมด แม้ว่าระบบทั้งหมดจะอยู่ในสถานะที่แน่นอน แต่ส่วนต่างๆ ของระบบไม่ได้เป็นเช่นนั้น นั่นคือ “ความพัวพันทางควอนตัม” คนแปลกหน้าและคนแปลกหน้าความยุ่งเหยิงยังคงเป็นเรื่องแปลก
สำหรับระบบที่มีหลายส่วน วาดภาพหนังสือ 100 หน้า หากหนังสือเป็นแบบคลาสสิก การอ่านหนึ่งหน้าเราสามารถเรียนรู้เนื้อหาของหนังสือได้ 1% แต่หนังสือควอนตัมที่มีความพัวพันอย่างมากนั้นแตกต่างออกไป เมื่อดูหน้าใดหน้าหนึ่งเราจะเห็นแต่คำพล่อยๆ แบบสุ่ม โดยไม่ได้เรียนรู้อะไรเกี่ยวกับเนื้อหา
ในหนังสือเลย นั่นเป็นเพราะข้อมูลไม่ได้อยู่ในแต่ละหน้า แทนที่จะบันทึกในความสัมพันธ์ระหว่างหน้า มีเพียงการสังเกตโดยรวมที่ซับซ้อนในหลาย ๆ หน้าพร้อมกันเท่านั้นที่เราจะสามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างหนังสือที่มีความยุ่งเหยิงสูงเล่มหนึ่งกับอีกเล่มหนึ่งได้ สำหรับสถานะที่พัวพันกันอย่างมาก
ไม่กี่ร้อย
ความสัมพันธ์ระหว่าง นั้นซับซ้อนมากจนการอธิบายพวกมันทั้งหมดโดยใช้ข้อมูลแบบดั้งเดิมนั้นต้องใช้จำนวนบิตที่คิดไม่ถึง ซึ่งในความเป็นจริงแล้วมากกว่าจำนวนอะตอมในเอกภพที่มองเห็นได้ ความซับซ้อนที่เกินจริงของโลกควอนตัมนี้ชี้ให้เห็นถึงการคาดคะเนที่มีความเป็นไปได้สูง
แต่ยังพิสูจน์ไม่ได้ กล่าวคือ ระบบดั้งเดิมไม่สามารถจำลองระบบควอนตัมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยทั่วไป หากเป็นจริง ข้อความนี้มีนัยยะพิเศษ หมายความว่าการสร้างระบบควอนตัมหลายควิบิตที่สามารถควบคุมได้สูง เราควรจะสามารถดำเนินการประมวลผลข้อมูลบางอย่างได้เร็วกว่าที่จะเป็นไปได้
หากเราอาศัยอยู่ในโลกคลาสสิกแทนที่จะเป็นควอนตัมเทคโนโลยีสำหรับการควบคุมระบบควอนตัมกำลังก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว เติมพลังให้กับความหวังว่าในอีกไม่กี่ทศวรรษ อารยธรรมมนุษย์จะเข้าสู่ยุคแห่งอำนาจสูงสุดแบบควอนตัม ซึ่งควอนตัมคอมพิวเตอร์แก้ปัญหาที่เกินเอื้อมของคอมพิวเตอร์ดิจิทัล
แบบดั้งเดิม เช่น การแยกตัวประกอบจำนวนมากและ จำลองฟิสิกส์ของโมเลกุลที่ซับซ้อน แต่เพื่อให้ความฝันนั้นเป็นจริง เราต้องเอาชนะอุปสรรคที่น่ากลัว นั่นคือ “ความไม่สัมพันธ์กัน” ซึ่งปกติแล้วจะทำให้ระบบควอนตัมขนาดใหญ่ทำงานแบบคลาสสิก ความยุ่งเหยิงระหว่าง qubits ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม
คือแหล่งที่มาของพลังของมัน แต่ความยุ่งเหยิงระหว่างคอมพิวเตอร์กับสภาพแวดล้อมที่ไม่มีใครสังเกตเห็นคือศัตรูของเรา ซึ่งขับเคลื่อนความเสื่อมถอย ในคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม ข้อผิดพลาดจะเกิดขึ้นหากการโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมพลิกกลับเล็กน้อย แต่ qubit นั้นละเอียดอ่อนกว่า จะเกิดข้อผิดพลาด
แนะนำ ufaslot888g
