Anonim

تتيح لك Google 's "مساحة الحوسبة الكمبودية " العزف باستخدام الخوارزميات الكمية

أجهزة الكمبيوتر

داريو بورغينو

26 مايو 2014

Google 's "ملعب حوسبة الكم " يتيح لعلماء الكمبيوتر التعرف على خوارزميات الكم (الصورة: جوجل)

أطلقت Google للتو بيئة تطوير متكاملة جديدة تعتمد على الويب (IDE) تتيح للمستخدمين كتابة وتشغيل وتصحيح البرامج التي تستخدم خوارزميات الكم. يمكن أن تسمح هذه الأداة لعلماء الكمبيوتر بالبقاء في الطليعة والتعرف على العديد من الخوارزميات الكمومية حتى قبل إنشاء أول كمبيوتر كمومي عملي.

لماذا تذهب الكم؟

بغض النظر عن السرعة التي تحصل عليها الحواسيب الكلاسيكية ، فإن عدد الخطوات التي يحتاجون إليها لحل مشكلة معينة سيتم تعيينها دائمًا من خلال قواعد تجعلنا منطقيين بالنسبة إلينا. قل ، على سبيل المثال ، أن لديك قائمة ضيوف تحتوي على مائة اسم مكتوبة بدون ترتيب معين ، وأنك تريد البحث عن اسم محدد في القائمة. يجب عليك النظر إلى الأسماء واحدة تلو الأخرى ، ومقارنة كل واحدة بالاسم الذي تبحث عنه ، والانتقال إلى القائمة بأكملها إذا لزم الأمر (في المتوسط ​​ستأخذك خمسون "يحاول " العثور على مباراة ، لا أكثر ولا أقل).

ولكن إذا كان لديك ميكانيكا الكم على جانبك ، يمكنك تمديد القواعد قليلا. وهذا ما يجعل الحواسيب الكمومية خاصة جدًا: على الرغم من أنها قادرة تمامًا على تنفيذ نفس الخوارزميات كحاسوب كلاسيكي ، إلا أنها يمكن أيضًا أن تستغل بعض "سلوكًا غريبًا " لا يحدث إلا في أصغر المقاييس ، مثل التشابك والتراكب حالات الكم ، لتعطينا تسريع دراماتيكي للغاية.

على سبيل المثال ، فإن البحث في هذه القائمة باستخدام خوارزمية كمومية قد يستغرق عددًا من "محاولات " متناسبًا مع الجذر التربيعي لعدد العناصر في القائمة ، بدلاً من نصف هذا الرقم مثل قبل. كلما كانت القائمة أطول ، كلما زادت سرعة الزيادة. في الخوارزميات الكمومية الأخرى ، تكون التعجيلات أكثر دراماتيكية. على سبيل المثال ، تعتمد طريقة تشفير بيانات RSA الشائعة جدًا على حقيقة أن التلاعب في أعداد كبيرة جدًا أمر صعب جدًا من الناحية الحسابية ، ولكن باستخدام جهاز كمبيوتر كمومي ، يصبح كسر التشفير أمرًا تافهًا تقريبًا.

ملعب الكم

أطلقت Google الآن "ملعب حوسبة الكم ، " واجهة IDE على الويب تسمح لك باللعب مع خوارزميات الكم لنفسك ، باستخدام لغة برمجة نصية مخصصة تسمى "qScript. " باستخدام الواجهة ، والتي تحاكي GPU-accelerated quantum computer ، يمكنك كتابة برامجك ، وتجميعها ، وتصحيحها وتشغيلها ، كل ذلك من متصفح Chrome.

يمكن للبرنامج محاكاة تسجيلات الكم حتى 22 بتات كمومية (ولا ، هذا ليس كافيًا لكسر تشفير RSA) ، يمكنه تشغيل عرض تجريبي لـ Grover (البحث السريع) و Shor 's (تعامل الرقم السريع ) خوارزميات ، ويمكن تصور النتائج كرسومات بيانية ثنائية وثلاثية الأبعاد حيث يمثل كل شريط تراكبات من الكويبتات ، في حين أن لونها أو ارتفاعها يمثل اتساعًا ومرحلة تراكب معين.

إذا كنت تحاول ترجمة نماذج التعليمة البرمجية ثم تشغيلها ، فستلاحظ شيئًا قد يؤدي إلى خروجك: حيث تقوم نفس التعليمة البرمجية أحيانًا بإرجاع مخرجات مختلفة. معظم الخوارزميات الكمومية هي احتمالية ، بمعنى أنها تعيد النتيجة الصحيحة فقط مع درجة عالية من الاحتمالية ، ولكن لا يوجد يقين حتمى. في الإعداد العملي ، تحتاج إلى تشغيل نفس الخوارزمية لعدد من المرات للتأكد من حصولك على الإجابة الصحيحة.

للأسف ، لا يعد الدليل عبر الإنترنت الذي توفره Google للغة qScript شاملاً للغاية ، لذا ستحتاج على الأقل إلى بعض الإلمام بتطوير البرامج والطريقة التي تعمل بها بوابات الكومبيوتر لتحقيق أقصى استفادة منها.

المصدر: Google

Google 's "ملعب حوسبة الكم " يتيح لعلماء الكمبيوتر التعرف على خوارزميات الكم (الصورة: جوجل)

هل ترغب في الحصول على تجربة قراءة أنظف وأسرع وخالية من الإعلانات؟
جرب أطلس بلاس الجديد. اشترك الآن مقابل 19 دولارًا أمريكيًا فقط في السنة.

موصى به اختيار المحرر