Quantum Computing vs Classical Computing: Rozdíl a srovnání

Kvantové počítání a klasické počítání jsou dva různé jevy. Svět se mění v nový s rostoucí technologickou myslí.

Kvantové a klasické výpočty jsou součástí konverze světa technologií. Poskytují masivní dotace na transformace a řešení problémů reálného světa.

Key Takeaways

1. Kvantové výpočty využívají ke zpracování informací qubity, zatímco klasické výpočty používají bity.
2. Kvantové počítače dokážou řešit složité problémy rychleji než klasické počítače.
3. Kvantové výpočty jsou stále ještě brzy, zatímco klasické výpočty jsou široce používány a chápány.

Quantum Computing vs. Classical Computing

Kvantové počítání je relativně nová technologie, která využívá principy tzv kvantová mechanika zpracovávat informace a vytvářet výkonné algoritmy pro řešení složitých problémů. Klasické výpočty se spoléhají na tradiční metody binárního zpracování omezené fyzickými omezeními.

Kvantové počítání je obrovský fenomén. Slovo kvantum znamená ve fyzice atomovou nebo subatomární částici. Jednotka informace v kvantovém počítání se nazývá qubits.

Qubity v kvantovém počítání budou obsahovat superpozici všech možných stavů. Ale qubity fungují podobně jako bity, zatímco bity jsou přítomny v klasickém počítání.

Kvantové počítání je slovo, které má význam kvantová mechanika. Kvantová mechanika není nic jiného než systém používaný k výpočtu výstupu.

Klasické výpočty se také nazývají binární výpočty. Klasické výpočty jsou tradičním přístupem. V klasickém počítání jsou bity reprezentovány buď jako 0 nebo 1.

Klasické výpočty fungují na rozdíl od kvantových. Klasické výpočty představují buď 1 nebo 0, zatímco kvantové výpočty představují 1 a 0.

Klasické výpočty nepotřebují drahou infrastrukturu a specializované systémy. Klasické počítače se vyhýbají vnějším rádiovým vlnám a světlu, aby dosáhly bezchybných výsledků nebo výstupu s menším počtem chyb.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Quantum Computing	Klasická výpočetní technika
Míry chyb	Kvantové výpočty mají vysokou chybovost	Klasické výpočty mají menší chybovost
Nejvhodnější	Kvantové výpočty jsou nejvhodnější pro analýzu dat	Pro každodenní zpracování je nejvhodnější klasický výpočetní systém
Možné stavy	Nepřetržitý	Oddělený
Zpracování informací	Použití kvantové logiky	Použití logických hradel jako AND, OR
operace	Booleovská algebra	Lineární algebra

Co je to kvantové počítání?

Kvantové počítače se dodávají se třemi primárními součástmi. Jsou prostorem pro qubity, metoda pro přenos, klasický počítač. Každá část má své samostatné úkoly.

Významnými aplikacemi kvantového počítání jsou kvantová simulace, kryptografie, optimalizace a kvanta strojové učení.

Vzhledem k tomu, že kvantové počítače jsou křehké, nepatrné vibrace ovlivní počítač a způsobí dekoherenci. Pracovní proces kvantových počítačů je založen na kvantových stavech.

Kvantové stavy jsou páteří kvantového počítání. Kvantové stavy jsou superpozice, zapletení a interference.
1) Superpozice
Superpozice znamená zobrazení všech možných stavů qubitů.
Například - Zkroucená mince stojící mezi pozicemi, přičemž vidíte jak hlavu, tak ocas.
2) Zapletení
Zapletení znamená, že se qubity vzájemně proloží, takže můžete uzavřít jeden s druhým.
Například – Dva kruhy se stejným poloměrem mají podobné rozměry v každém úhlu.
3) Rušení
K interferenci dochází díky funkci superpozice. Kvantové počítače jsou vyráběny s velkou pravděpodobností snížení rušení, aby poskytovaly přesné výsledky.

Jednoduše řečeno, kvantové výpočty nejsou nic jiného než rozvoj technologie počítačů pomocí kvantových teorií. V roce 1980 začalo pole kvantových počítačů.

Kvantové počítače přispívají k vojenským záležitostem, finančnímu průmyslu, letectví a navrhování léků. Mnoho technologických gigantů jako IBM, Microsoft, Google pracuje v oblasti kvantových počítačů.

Co je to klasická výpočetní technika?

Klasické výpočty pracují s klasickými počítači. Používá určité pozice namísto superpozic používaných kvantovými výpočty.

Klasické výpočty využívají pro funkce logické operace. Klasické počítače vykazují mnohá omezení pro problémy reálného světa a výzkumníci pracují na překonání těchto omezení pomocí kvantových počítačů.

Klasické počítače se dokážou přizpůsobit a pracovat při pokojové teplotě. Klasické výpočty mají také mnoho aplikací. Klasické výpočty se primárně používají v každodenních potřebách.

Primární výhodou jsou výsledky reprodukované klasickými výpočty. Rozhodovací síla je v klasickém počítání omezena a provádí jeden výstup.

Klasické výpočty využívají pro své výpočty tranzistory. Výpočty v klasickém počítání jsou deterministické. Graf proti síle ukáže přímku.

Graf ukazuje nárůst pouze v poměru 1:1. Pokud jeden bok se zvyšuje, při stejném množství přibývá i druhá strana. To vede k přímému grafu.

V závislosti na počtu tranzistorů se výkon zvyšuje se vztahem vůči tranzistorům. Tabulka klasického počítání vypadá odlišně od kvantového počítání.

Protože klasické výpočty jsou binární, informace jsou zpracovávány sériově. Při sériovém zpracování nedokážeme zpracovat velké množství dat.

Ukazují mnoho omezení a omezení nad ohromnými daty. Manipulace s daty bude v klasickém počítání náročná, což je výrazná nevýhoda klasického počítání.

Hodnota analytického procesu se také snížila v klasickém počítání. Nutí vývojáře snižovat velikost dat a omezovat informace.

Hlavní rozdíly mezi kvantovým počítáním a klasickým počítáním

1. V kvantovém počítání se graf zvětšuje podle qubitů, zatímco u klasického počítání se graf zvětšuje v poměru 1:1.
2. Pro kvantové výpočty musíte zachovat ultrachladné podmínky, zatímco pro klasické výpočty stačí pokojová teplota.
3. V kvantovém počítání bude chování obvodu řídit kvantová mechanika, zatímco v klasickém počítání bude chování obvodu řídit klasická fyzika.
4. Při srovnání kvantových výpočtů má klasické výpočty menší omezení na kopírování signálů.
5. Kvantové počítání je mikroskopické, zatímco klasické počítání je makroskopická technologie.

Reference

1. https://arxiv.org/abs/quant-ph/9903008
2. https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/1198555.1198723

Poslední aktualizace: 14. července 2023