ක්වොන්ටම් පරිගණනය

(I am a M.G. Chathura lakshan school student. all of the current content of this article was prepared by me and if there is any error, I kindly ask you to correct it.)

ක්වොන්ටම් පරිගණනය යනු සුපිරි පිහිටීම, මැදිහත්වීම් සහ පැටලීම වැනි ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ සංසිද්ධි උපයෝගී කර ගත හැකි ගණනය කිරීම් වර්ගයකි. ක්වොන්ටම් ගණනය කිරීම් සිදු කරන උපාංග ක්වොන්ටම් පරිගණක ලෙස හැඳින්වේ.වර්තමාන ක්වොන්ටම් පරිගණක ප්‍රායෝගික යෙදුම් සඳහා සාමාන්‍ය (සම්භාව්‍ය) පරිගණක අභිබවා යාමට නොහැකි තරම් කුඩා වුවද, විශාල අවබෝධයන් සම්භාව්‍ය පරිගණකවලට වඩා සැලකිය යුතු තරම් වේගවත් පූර්ණ සංඛ්‍යා සාධකකරණය (RSA සංකේතනයට යටින් පවතින) වැනි ඇතැම් පරිගණක ගැටලු විසඳීමට සමත් යැයි විශ්වාස කෙරේ. ක්වොන්ටම් පරිගණනය පිළිබඳ අධ්‍යයනය ක්වොන්ටම් තොරතුරු විද්‍යාවේ උප ක්ෂේත්‍රයකි.

ක්වොන්ටම් පරිපත වඩාත් බහුලව භාවිතා වන ක්වොන්ටම් ගණනය කිරීමේ ආකෘති කිහිපයක් තිබේ. අනෙකුත් ආකෘතීන් අතර ක්වොන්ටම් ටියුරින් යන්ත්‍රය, ක්වොන්ටම් ඇනීලිං සහ ඇඩියාබැටික් ක්වොන්ටම් ගණනය කිරීම් ඇතුළත් වේ. බොහෝ ආකෘතීන් පදනම් වී ඇත්තේ ක්වොන්ටම් බිට් හෝ "ක්විට්" මත වන අතර එය සම්භාව්‍ය ගණනය කිරීමේදී බිට් වලට තරමක් සමාන වේ. කියුබිට් එකක් 1 හෝ 0 ක්වොන්ටම් තත්ත්‍වයක හෝ 1 සහ 0 තත්ත්‍වයේ සුපිරි පිහිටුමක විය හැක. කෙසේ වෙතත්, එය මනින විට, එය සෑම විටම 0 හෝ 1 වේ; එක් ප්‍රතිඵලයක සම්භාවිතාව මැනීමට පෙර q බිට් හි ක්වොන්ටම් තත්ත්වය මත රඳා පවතී. q බිට් භාවිතා නොකරන එක් ආකෘතියක් වන්නේ අඛණ්ඩ විචල්‍ය ක්වොන්ටම් ගණනය කිරීමයි.

භෞතික ක්වොන්ටම් පරිගණකයක් තැනීමේ උත්සාහයන් උසස් තත්ත්වයේ කියුබිට් නිර්මාණය කිරීම අරමුණු කරගත් ට්‍රාන්ස්මොන්, අයන උගුල් සහ ස්ථාන විද්‍යාත්මක ක්වොන්ටම් පරිගණක වැනි තාක්ෂණයන් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි.  මෙම කියුබිට් සම්පූර්ණ ක්වොන්ටම් පරිගණකයේ මත පදනම්ව වෙනස් ලෙස නිර්මාණය කළ හැකිය. පරිගණක ආකෘතිය, ක්වොන්ටම් තාර්කික ද්වාර, ක්වොන්ටම් ඇනීලිං, හෝ ඇඩිබැටික් ක්වොන්ටම් ගණනය කිරීම් භාවිතා කරන්නේද යන්න. දැනට ප්‍රයෝජනවත් ක්වොන්ටම් පරිගණක තැනීමට සැලකිය යුතු බාධා ගණනාවක් පවතී. qubits ක්වොන්ටම් විසංයෝජනයෙන් පෙළෙන බැවින් ක්වොන්ටම් තත්ත්‍වයන් පවත්වා ගැනීම විශේෂයෙන් අපහසු වේ. එබැවින් ක්වොන්ටම් පරිගණක දෝෂ නිවැරදි කිරීම අවශ්ය වේ.

සම්භාව්‍ය පරිගණකයකින් විසඳිය හැකි ඕනෑම ගණනය කිරීමේ ගැටලුවක් ක්වොන්ටම් පරිගණකයකින්ද විසඳිය හැක. අනෙක් අතට, ක්වොන්ටම් පරිගණකයකින් විසඳිය හැකි ඕනෑම ගැටළුවක් සම්භාව්‍ය පරිගණකයකින් ද විසඳිය හැකිය, අවම වශයෙන් ප්‍රතිපත්තිමය වශයෙන් ප්‍රමාණවත් කාලයක් ලබා දී ඇත. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ක්වොන්ටම් පරිගණක පල්ලිය-ටියුරින් නිබන්ධනයට කීකරු වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ක්වොන්ටම් පරිගණක සම්භාව්‍ය පරිගණකවලට වඩා ගණනය කිරීමේ හැකියාව අනුව අමතර වාසි ලබා නොදෙන අතර, ඇතැම් ගැටළු සඳහා ක්වොන්ටම් ඇල්ගොරිතමවලට අදාළ දන්නා සම්භාව්‍ය ඇල්ගොරිතමවලට වඩා කාල සංකීර්ණතා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු බවයි. කැපී පෙනෙන ලෙස, ක්වොන්ටම් පරිගණකවලට ඕනෑම සම්භාව්‍ය පරිගණකයකට විසඳිය නොහැකි ඇතැම් ගැටලු ඉක්මනින් විසඳිය හැකි යැයි විශ්වාස කෙරේ - එය "ක්වොන්ටම් ආධිපත්‍යය" ලෙස හැඳින්වේ. ක්වොන්ටම් පරිගණක ආශ්‍රිත ගැටළු වල පරිගණක සංකීර්ණත්වය අධ්‍යයනය කිරීම ක්වොන්ටම් සංකීර්ණතා න්‍යාය ලෙස හැඳින්වේ.

ක්වොන්ටම් පරිපථය

ක්වොන්ටම් ගණනය කිරීමේ පවතින ආකෘතිය ක්වොන්ටම් තාර්කික ද්වාර ජාලයක් අනුව ගණනය කිරීම් විස්තර කරයි.මෙම ආකෘතිය බූලියන් පරිපථවල සංකීර්ණ රේඛීය-වීජීය සාමාන්‍යකරණයකි.

වඩාත් ප්‍රාථමික ද්වාර වලින් ටොෆොලි ගේට්ටුවක් ක්‍රියාත්මක කරන ක්වොන්ටම් පරිපථ සටහනක්

${\displaystyle {\textstyle n}}$ තොරතුරු බිටු වලින් සමන්විත ${\displaystyle {\textstyle 2^{n}}}$හැකි අවස්ථා ඇත. සියලුම මතක තත්ව නියෝජනය කරන දෛශිකයකට මෙලෙස ${\displaystyle {\textstyle 2^{n}}}$ ඇතුළත් කිරීම් ඇත (එක් එක් ප්‍රාන්තය සඳහා එකක්). මෙම දෛශිකය සම්භාවිතා දෛශිකයක් ලෙස සලකනු ලබන අතර මතකය විශේෂිත තත්වයක තිබිය යුතු බව නියෝජනය කරයි.

සම්භාව්‍ය පරිගණකවල බිටුවලට සුපිරි ස්ථානගත වීමේ හැකියාවක් නැත, එබැවින් එක් ප්‍රවේශයකට 1ක අගයක් තිබිය යුතුය (එනම් මෙම තත්වයේ සිටීමේ 100% සම්භාවිතාවක්) සහ අනෙකුත් සියලුම ඇතුළත් කිරීම් ශුන්‍ය වේ.

ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේදී සම්භාවිතා දෛශික ඝනත්ව ක්‍රියාකරුවන්ට සාමාන්‍යකරණය කළ හැක. ක්වොන්ටම් තත්ත්‍ව දෛශික විධිමත්භාවය සාමාන්‍යයෙන් මුලින්ම හඳුන්වා දෙනු ලබන්නේ එය සංකල්පමය වශයෙන් සරල නිසාත්, සම්පූර්ණ ක්වොන්ටම් පද්ධතියම දන්නා පවිත්‍ර අවස්ථා සඳහා ඝනත්ව න්‍යාස විධිමත්භාවය වෙනුවට එය භාවිතා කළ හැකි නිසාත් ය.

අපි ආරම්භ කරන්නේ එක් ක්වොන්ටම් බිට් එකකින් පමණක් සමන්විත සරල මතකයක් සලකා බැලීමෙනි. මනින විට, මෙම මතකය අවස්ථා දෙකෙන් එකකින් සොයාගත හැකිය: ශුන්‍ය තත්වය හෝ එක් තත්වය. අපි Dirac අංකනය භාවිතා කරමින් මෙම මතකයේ තත්වය නිරූපණය කළ හැක.