Квантові обчислення проти класичних обчислень: різниця та порівняння

Квантові обчислення та класичні обчислення — це два різні явища. Світ перетворюється на новий завдяки зростанню технологічного розуму.

Квантові та класичні обчислення є частиною перетворення світу технологій. Вони надають значні субсидії на перетворення та вирішення проблем реального світу.

Ключові винесення

1. Квантові обчислення використовують кубіти для обробки інформації, тоді як класичні обчислення використовують біти.
2. Квантові комп’ютери можуть вирішувати складні проблеми швидше, ніж класичні.
3. Квантові обчислення все ще починаються, тоді як класичні обчислення широко використовуються та зрозумілі.

Квантові обчислення проти класичних обчислень

Квантові обчислення є відносно новою технологією, яка використовує принципи квантова механіка обробляти інформацію та створювати потужні алгоритми для вирішення складних задач. Класичні обчислення спираються на традиційні двійкові методи обробки, обмежені фізичними обмеженнями.

Квантові обчислення — це величезне явище. Слово квант у фізиці означає атомну або субатомну частинку. Одиниця інформації в квантових обчисленнях називається кубітами.

Кубіти в квантових обчисленнях утримуватимуть суперпозицію всіх можливих станів. Але кубіти працюють подібно до бітів, тоді як біти присутні в класичних обчисленнях.

Квантові обчислення - це слово, яке має значення квантової механіки. Квантова механіка - це не що інше, як система, яка використовується для обчислення результату.

Класичні обчислення також називають бінарними обчисленнями. Класичне обчислення є традиційним підходом. У класичних обчисленнях біти представлені як 0 або 1.

Класичні обчислення працюють на відміну від квантових. Класичні обчислення представляють або 1, або 0, тоді як квантові обчислення представляють 1 і 0.

Класичні обчислення не потребують дорогої інфраструктури та спеціалізованих систем. Класичні комп’ютери уникають зовнішніх радіохвиль і світла, щоб виконувати результати без помилок або виводити з меншою кількістю помилок.

Таблиця порівняння

Параметри порівняння	Квантові обчислення	Класичні обчислення
Частота помилок	Квантові обчислення мають високий рівень помилок	Класичні обчислення мають менший рівень помилок
Найкраще підходить	Квантові обчислення найкраще підходять для аналізу даних	Класичне обчислення найкраще підходить для щоденної обробки
Можливі стани	безперервна	Дискретні
Інформація обробляється	Використання квантової логіки	Використання таких логічних елементів, як І, АБО
операції	Булева алгебра	Лінійна алгебра

Що таке квантові обчислення?

Квантові комп’ютери складаються з трьох основних компонентів. Це область для кубітів, спосіб перенесення, класичний комп’ютер. Кожна частина має свої окремі завдання.

Важливими застосуваннями квантових обчислень є квантове моделювання, криптографія, оптимізація та квантова навчання за допомогою машини.

Оскільки квантові комп’ютери крихкі, незначна вібрація впливатиме на комп’ютер і спричинить декогерентність. Робочий процес квантових комп'ютерів заснований на квантових станах.

Квантові стани є основою квантових обчислень. Квантовими станами є суперпозиція, заплутаність і інтерференція.
1) Суперпозиція
Суперпозиція означає показ усіх можливих станів кубітів.
Наприклад - скручена монета, що стоїть між позиціями, при цьому ви можете бачити і голову, і решку.
2) Заплутаність
Заплутаність означає, що кубіти переплітаються один з одним, щоб ви могли укласти один з іншим.
Наприклад, два кола з однаковим радіусом мають однакові вимірювання під кожним кутом.
3) Втручання
Інтерференція виникає через функцію суперпозиції. Квантові комп’ютери виробляються з неймовірною ймовірністю зменшення перешкод для отримання точних результатів.

Простіше кажучи, квантові обчислення — це не що інше, як розвиток технології комп’ютерів за допомогою квантових теорій. У 1980 році почалася сфера квантових обчислень.

Квантові обчислення сприяють військовій справі, фінансовій галузі, аерокосмічній галузі та розробці ліків. Багато технологічних гігантів, таких як IBM, Microsoft, Google, працюють у сфері квантових обчислень.

Що таке класичні обчислення?

Класичні обчислення працюють із класичними комп’ютерами. Він використовує певні позиції замість суперпозицій, які використовуються квантовими обчисленнями.

Класичні обчислення використовують логічні операції для функцій. Класичні комп’ютери демонструють багато обмежень для реальних проблем, і дослідники працюють над подоланням обмежень за допомогою квантових обчислень.

Класичні комп'ютери можуть адаптуватися і працювати при кімнатній температурі. Класичні обчислення також мають багато застосувань. Класичні обчислення в основному використовуються для щоденних потреб.

Основною перевагою є результати, відтворені в класичних обчисленнях. Сила прийняття рішень обмежена в класичних обчисленнях і виконує один вихід.

Класичні обчислення використовують транзистори для своїх обчислень. Обчислення в класичних обчисленнях є детермінованими. Діаграма проти ступеня показуватиме пряму лінію.

На графіку видно збільшення лише у співвідношенні 1:1. Якщо один фланг збільшується, інша сторона також збільшується на таку саму кількість. Це призводить до прямолінійного графіка.

Залежно від кількості транзисторів потужність збільшується разом із співвідношенням транзисторів. Схема класичних обчислень відрізняється від квантових.

Оскільки класичні обчислення є двійковими, інформація обробляється послідовно. Під час послідовної обробки ми не можемо обробляти великий обсяг даних.

Вони показують багато обмежень і обмежень щодо величезних даних. Обробка даних буде складною в класичних обчисленнях, що є помітним недоліком класичних обчислень.

Значення процесу аналізу також знизилося в класичних обчисленнях. Це змушує розробників зменшувати розмір даних і обмежувати інформацію.

Основні відмінності між квантовими обчисленнями та класичними обчисленнями

1. У квантових обчисленнях графік збільшується відповідно до кубітів, тоді як у класичних обчисленнях графік збільшується у співвідношенні 1:1.
2. Для квантових обчислень потрібно підтримувати ультрахолодні умови, тоді як для класичних обчислень достатньо кімнатної температури.
3. У квантових обчисленнях поведінкою схеми керуватиме квантова механіка, тоді як у класичних обчисленнях поведінкою схеми керуватиме класична фізика.
4. Порівнюючи квантові обчислення, класичні обчислення мають менше обмежень щодо копіювання сигналів.
5. Квантові обчислення є мікроскопічними, тоді як класичні обчислення є макроскопічними технологіями.

посилання

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

Останнє оновлення: 14 липня 2023 р