Điện toán lượng tử so với Điện toán cổ điển: Sự khác biệt và so sánh

Điện toán lượng tử và điện toán cổ điển là hai hiện tượng khác nhau. Thế giới đang chuyển mình sang một thế giới mới với tâm trí công nghệ ngày càng phát triển.

Điện toán lượng tử và cổ điển là một phần của quá trình chuyển đổi thế giới công nghệ. Họ cung cấp một khoản trợ cấp lớn cho các chuyển đổi và giải pháp cho các vấn đề trong thế giới thực.

Chìa khóa chính

1. Điện toán lượng tử sử dụng qubit để xử lý thông tin, trong khi điện toán cổ điển sử dụng bit.
2. Máy tính lượng tử có thể giải các bài toán phức tạp nhanh hơn máy tính cổ điển.
3. Điện toán lượng tử vẫn còn sớm, trong khi điện toán cổ điển được sử dụng và hiểu rộng rãi.

Điện toán lượng tử vs Điện toán cổ điển

Điện toán lượng tử là một công nghệ tương đối mới sử dụng các nguyên tắc của cơ lượng tử để xử lý thông tin và tạo ra các thuật toán mạnh mẽ để giải quyết các vấn đề phức tạp. Điện toán cổ điển dựa trên các phương pháp xử lý nhị phân truyền thống bị giới hạn bởi các ràng buộc vật lý.

Điện toán lượng tử là một hiện tượng lớn. Từ lượng tử có nghĩa là hạt nguyên tử hoặc hạ nguyên tử trong vật lý. Đơn vị thông tin trong điện toán lượng tử được gọi là qubit.

Các qubit trong điện toán lượng tử sẽ giữ chồng chất của tất cả các trạng thái có thể. Nhưng các qubit hoạt động tương tự như các bit, trong khi các bit có mặt trong điện toán cổ điển.

Điện toán lượng tử là từ có nghĩa là cơ học lượng tử. Cơ học lượng tử không là gì ngoài hệ thống được sử dụng để tính toán đầu ra.

Điện toán cổ điển còn được gọi là điện toán nhị phân. Điện toán cổ điển là một cách tiếp cận truyền thống. Trong điện toán cổ điển, các bit được biểu diễn bằng 0 hoặc 1.

Điện toán cổ điển hoạt động trái ngược với điện toán lượng tử. Điện toán cổ điển đại diện cho 1 hoặc 0, trong khi điện toán lượng tử đại diện cho 1 và 0.

Điện toán cổ điển không cần cơ sở hạ tầng đắt tiền và các hệ thống chuyên dụng. Máy tính cổ điển tránh sóng vô tuyến và ánh sáng bên ngoài để thực hiện các kết quả không có lỗi hoặc xuất ra ít lỗi hơn.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	Tính toán lượng tử	Máy tính cổ điển
Tỷ lệ lỗi	Điện toán lượng tử có tỷ lệ lỗi cao	Điện toán cổ điển có tỷ lệ lỗi ít hơn
phù hợp nhất	Điện toán lượng tử phù hợp nhất để phân tích dữ liệu	Điện toán cổ điển phù hợp nhất cho việc xử lý hàng ngày
trạng thái có thể	liên tiếp	Rời rạc
Xử lý thông tin	Sử dụng logic lượng tử	Sử dụng các cổng Logic như AND, OR
Hoạt động	đại số Boolean	Đại số tuyến tính

Máy tính lượng tử là gì?

Máy tính lượng tử đi kèm với ba thành phần chính. Chúng là một khu vực dành cho qubit, một phương pháp truyền tải, một máy tính cổ điển. Mỗi bộ phận đều có nhiệm vụ riêng biệt.

Các ứng dụng quan trọng của điện toán lượng tử là mô phỏng lượng tử, mã hóa, tối ưu hóa và lượng tử. học máy.

Vì máy tính lượng tử rất mỏng manh, rung động nhẹ sẽ ảnh hưởng đến máy tính và gây ra sự mất kết hợp. Quá trình làm việc của máy tính lượng tử dựa trên các trạng thái lượng tử.

Các trạng thái lượng tử là xương sống của điện toán lượng tử. Các trạng thái lượng tử là chồng chất, vướng víu và giao thoa.
1) Chồng chất
Chồng chất có nghĩa là hiển thị tất cả các trạng thái có thể có của các qubit.
Ví dụ -Một đồng xu bị xoắn đứng ở giữa các vị trí trong khi bạn có thể nhìn thấy cả đầu và đuôi.
2) vướng víu
Sự vướng víu có nghĩa là các qubit được xen kẽ với nhau để bạn có thể kết luận cái này với cái kia.
Ví dụ – Hai hình tròn có cùng bán kính thì có số đo bằng nhau ở mọi góc.
3) Can thiệp
Nhiễu xảy ra do chức năng chồng chất. Máy tính lượng tử được sản xuất với xác suất giảm nhiễu lớn để cung cấp kết quả chính xác.

Nói một cách đơn giản, điện toán lượng tử không là gì ngoài việc phát triển công nghệ máy tính sử dụng lý thuyết lượng tử. Năm 1980, lĩnh vực điện toán lượng tử bắt đầu.

Điện toán lượng tử góp phần vào các vấn đề quân sự, ngành tài chính, hàng không vũ trụ và thiết kế thuốc. Nhiều gã khổng lồ công nghệ như IBM, Microsoft, Google đang làm việc trong lĩnh vực điện toán lượng tử.

Máy tính Cổ điển là gì?

Máy tính cổ điển hoạt động với máy tính cổ điển. Nó sử dụng các vị trí xác định thay vì chồng chất được sử dụng bởi điện toán lượng tử.

Điện toán cổ điển sử dụng các hoạt động logic cho các chức năng. Máy tính cổ điển cho thấy nhiều hạn chế đối với các vấn đề trong thế giới thực và các nhà nghiên cứu đang nỗ lực khắc phục những hạn chế đó bằng cách sử dụng điện toán lượng tử.

Máy tính cổ điển có thể thích ứng và hoạt động ở nhiệt độ phòng. Điện toán cổ điển cũng có nhiều ứng dụng. Máy tính cổ điển chủ yếu được sử dụng trong nhu cầu hàng ngày.

Các kết quả được sao chép trong điện toán cổ điển là lợi thế chính. Sức mạnh của quyết định bị hạn chế trong điện toán cổ điển và thực hiện một đầu ra.

Máy tính cổ điển sử dụng bóng bán dẫn để tính toán. Các tính toán trong máy tính cổ điển là xác định. Biểu đồ so với sức mạnh sẽ hiển thị đường thẳng.

Biểu đồ cho thấy mức tăng chỉ trong tỷ lệ 1:1. Nếu một hông tăng thì mặt kia cũng tăng với cùng một lượng. Nó dẫn đến đồ thị đường thẳng.

Tùy thuộc vào số lượng bóng bán dẫn, công suất tăng theo mối quan hệ với các bóng bán dẫn. Biểu đồ của điện toán cổ điển trông khác với điện toán lượng tử.

Vì điện toán cổ điển là điện toán nhị phân, thông tin được xử lý nối tiếp. Trong xử lý nối tiếp, chúng tôi không thể xử lý một lượng lớn dữ liệu.

Chúng cho thấy nhiều hạn chế và hạn chế đối với dữ liệu khổng lồ. Việc xử lý dữ liệu sẽ là một thách thức trong điện toán cổ điển, đây là nhược điểm nổi bật của điện toán cổ điển.

Giá trị của quá trình phân tích cũng giảm trong điện toán cổ điển. Nó buộc các nhà phát triển phải giảm kích thước dữ liệu và giới hạn thông tin.

Sự khác biệt chính giữa Điện toán lượng tử và Điện toán cổ điển

1. Trong điện toán lượng tử, đồ thị tăng theo qubit, trong khi trong điện toán cổ điển, đồ thị tăng theo tỷ lệ 1:1.
2. Bạn cần duy trì các điều kiện cực lạnh cho điện toán lượng tử, trong khi nhiệt độ phòng là đủ cho điện toán cổ điển.
3. Trong điện toán lượng tử, cơ học lượng tử sẽ chi phối hành vi của mạch, trong khi đó, trong điện toán cổ điển, vật lý cổ điển sẽ chi phối hành vi của mạch.
4. Khi so sánh điện toán lượng tử, điện toán cổ điển ít hạn chế hơn trong việc sao chép tín hiệu.
5. Điện toán lượng tử là vi mô, trong khi điện toán cổ điển là công nghệ vĩ mô.

dự án

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

Cập nhật lần cuối: ngày 14 tháng 2023 năm XNUMX