An Fáth ar Chóir duit Cúram a dhéanamh faoi Néareolaíocht Chandamach

I gcás nár chuala tú, tá eolaíocht Quantum bán te anois, le caint chorraitheach ar ríomhairí chandamach nach féidir a shamhlú, cumarsáid chandamach ultra-éifeachtach agus cibearshlándáil do-airithe trí chriptiú chandamach.

Cén fáth an hype go léir?

Níl ort ach a chur, geallann eolaíocht Quantum léim ollmhór ar aghaidh in ionad na gcéimeanna leanbh a d’fhásamar i dtaithí orthu trí eolaíocht laethúil. Tugann eolaíocht laethúil, mar shampla, ríomhairí nua dúinn a dhúblaíonn i gcumhacht gach 2-3 bliana, ach geallann eolaíocht Quantum ríomhairí le go leor trilliúin uaireanta níos mó cumhachta ná an ríomhaire is mhatánach atá ar fáil inniu.

Is é sin le rá, má éiríonn léi, go n-éireoidh le heolaíocht Quantum athrú seismeach sa teicneolaíocht a dhéanfaidh an domhan a athmhúnlú mar is eol dúinn é, ar bhealaí níos doimhne fós ná mar a rinne an tIdirlíon nó fóin chliste.

Eascraíonn féidearthachtaí sár-eolaíochta na Quantum ó fhírinne shimplí amháin: briseann feiniméin chandamach na rialacha go hiomlán a chuireann teorainn leis an méid is féidir le feiniméin “chlasaiceacha” (gnáth) a chur i gcrích.

Dhá shampla ina ndéanann eolaíocht Quantum an rud a bhíodh dodhéanta go tobann is ea superposition chandamach agus ceangal chandamach.

Déanaimis dul i ngleic le superposition chandamach ar dtús.

Sa ghnáthshaol, ní féidir le réad cosúil le baseball a bheith in aon áit amháin ag aon am amháin. Ach sa domhan chandamach, is féidir le cáithnín mar leictreon líon gan teorainn áiteanna a áitiú ag an am céanna, atá ann cheana féin san áit a dtugann fisiceoirí superposition de stáit iolracha. Mar sin, sa domhan chandamach, iompraíonn rud amháin uaireanta cosúil le go leor rudaí éagsúla.

Anois déanaimis scrúdú ar cheangail chandamach tríd an analaí baseball a leathnú beagán níos mó. Sa ghnáthshaol tá dhá chispheil ina suí i taisceadáin dhorcha i mór-staidiamaí sraithe i Los Angeles agus i mBostún go hiomlán neamhspleách ar a chéile, sa chaoi is dá n-osclófá ceann de na taisceadáin stórála le breathnú ar bhunchloch amháin, ní tharlódh aon rud don bhunchloch eile. i dtaisceadán stórála dorcha 3,000 míle ar shiúl. Ach sa domhan chandamach, dhá cháithnín aonair, mar shampla fótóin féidir a chur i bhfostú, sa chaoi is go gcuireann an gníomh ach braistint fótóin amháin le brathadóir ar an toirt an fótón eile, is cuma cé chomh fada uaidh, chun stát áirithe a ghlacadh.

Ciallaíonn baint den sórt sin gur féidir le haonáin ar leithligh, sa chruinne chandamach, iad féin a iompar mar aonán aonair, is cuma cé chomh fada óna chéile is atá na heintitis ar leith.

Bheadh ​​sé seo comhionann le staid aon chispheile a athrú - abair, ag cur iallach air a bheith ar an tseilf uachtarach vs bun taisceadáin stórála - ach trí thaisceadán stórála a oscailt 3,000 míle ar shiúl agus féachaint go hiomlán air difriúil baseball.

Mar gheall ar na hiompraíochtaí “dodhéanta” seo tá eintitis chandamach an-oiriúnach chun dodhéanta a dhéanamh le ríomhairí, mar shampla. I ngnáth-ríomhairí is giotán faisnéise stóráilte ná nialas nó ceann, ach i ríomhaire chandamach tá giotán stóráilte, ar a dtugtar Qubit (giotán chandamach), nialasach agus ceann ag an am céanna. Mar sin, nuair is féidir aon uimhir aonair ó 0 go 255 (2 ^ 8 = 256) a bheith i stór cuimhne simplí de 8 ngiotán, is féidir le cuimhne 8 Qubits 2 ^ 8 = 256 a stóráil uimhreacha ar leithligh go léir ag an am céanna! Is é an cumas chun tuilleadh faisnéise a stóráil go heaspónantúil an fáth go dtugann ríomhairí chandamach gealltanas go léim chandamach i gcumhacht próiseála.

Sa sampla thuas, stórálann cuimhne 8 ngiotán i ríomhaire chandamach 256 uimhir idir 0 agus 255 go léir ag an am céanna agus ní stórálann cuimhne 8 ngiotán i ngnáth ríomhaire ach 1 uimhir idir 0 agus 255 ag an am. Anois samhlaigh cuimhne chandamach 24 giotán (2 ^ 24 = 16,777,216) agus gan ach 3 oiread níos mó Qubits ann ná an chéad chuimhne atá againn: d’fhéadfadh sé whopping a stóráil 16,777,216 uimhreacha difriúla ag an am céanna!

A thugann dúinn crosbhealach na heolaíochta Quantum agus na néareolaíochta. Is próiseálaí i bhfad níos cumhachtaí é inchinn an duine ná aon ríomhaire atá ar fáil inniu: an mbaineann sé cuid den chumhacht uamhnach seo amach trí leas a bhaint as aisteach chandamach ar an mbealach céanna a dhéanann ríomhairí chandamach?

Go dtí le déanaí, ba é freagra na bhfisiceoirí ar an gceist sin ná “Níl.”

Tá feiniméin chandamach mar superposition ag brath ar na feiniméin sin a leithlisiú ón timpeallacht máguaird, go háirithe teas sa timpeallacht a leagann cáithníní ag gluaiseacht, ag cur isteach ar theach chandamach hipear-íogair cártaí superposition agus ag cur iallach ar cháithnín áirithe pointe A nó pointe B a áitiú. , ach riamh an dá cheann ag an am céanna.

Mar sin, nuair a dhéanann eolaithe staidéar ar fheiniméin chandamach téann siad an-mhaith chun an t-ábhar atá á staidéar acu a leithlisiú ón timpeallacht máguaird, de ghnáth tríd an teocht ina dturgnaimh a ísliú go nialas beagnach iomlán.

Ach tá fianaise ag teacht ó shaol na fiseolaíochta plandaí go dtarlaíonn roinnt próiseas bitheolaíoch atá ag brath ar superposition chandamach ag gnáth-theochtaí, ag ardú na féidearthachta go bhféadfadh saol aisteach aisteach meicnic chandamach cur isteach ar oibriú laethúil na gcóras bitheolaíoch eile, mar shampla córais néaróg.

Mar shampla, i mBealtaine 2018 fuair foireann taighde in Ollscoil Groningen a chuimsigh an fisiceoir Thomas la Cour Jansen fianaise go mbaineann plandaí agus roinnt baictéir fótaisintéiseacha éifeachtúlacht beagnach 100% amach ag athrú solas na gréine go fuinneamh inúsáidte trí leas a bhaint as an bhfíric go bhfuil ionsú fuinneamh na gréine ina chúis le roinnt leictreon i móilíní solas-ghabhála a bheith ann ag an am céanna i stáit chandamach corraithe agus neamh-sceitimíní scaipthe thar achair réasúnta fada laistigh den phlanda, rud a ligeann do na leictreoin atá corraithe go héadrom an cosán is éifeachtaí a fháil ó na móilíní ina ngabhtar solas chuig móilíní éagsúla ina bhfuinneamh inúsáidte. don phlanda a chruthú.

Dealraíonn sé go ndearna éabhlóid, agus í ag iarraidh gan staonadh innealtóireacht a dhéanamh ar na foirmeacha beatha is tíosaí ar fhuinneamh, neamhaird a dhéanamh ar chreideamh na bhfisiceoirí nach féidir le héifeachtaí chandamach úsáideacha tarlú i dtimpeallachtaí te, fliuch na bitheolaíochta.

Mar thoradh ar éifeachtaí chandamach a fháil i mbitheolaíocht plandaí tá réimse eolaíochta nua ar a dtugtar bitheolaíocht chandamach. Le cúpla bliain anuas, tá bitheolaithe chandamach tar éis fianaise a nochtadh ar airíonna meicniúla chandamach i dtuiscint réimse maighnéadach i súile roinnt éan (ag cur ar chumas na n-éan nascleanúint a dhéanamh le linn imirce), agus i ngníomh gabhdóirí boladh i ndaoine. Fuair ​​taighdeoirí radhairc amach freisin go bhfuil fótoreceptors sa reitine daonna in ann comharthaí leictreacha a ghiniúint ó ghabháil quanta amháin d’fhuinneamh éadrom.

An ndearna éabhlóid ár n-inchinn ró-éifeachtach maidir le fuinneamh inúsáidte a ghiniúint nó faisnéis a tharchur agus a stóráil i measc néaróin ag baint úsáide as éifeachtaí chandamach mar superposition agus ceangal?

Tá néareolaí ag tús an imscrúdaithe ar an bhféidearthacht seo, ach tá sceitimíní orm faoi réimse níos géire na néareolaíochta chandamach mar go bhféadfadh sé go dtiocfadh forbairtí fánacha ar ár dtuiscint ar an inchinn.

Deirim é seo toisc go múineann stair na heolaíochta dúinn go dtagann na cinn is mó beagnach i gcónaí ó smaointe a bhíonn, thar a bheith tábhachtach, aisteach go leor. Sampla amháin is ea fionnachtain Einstein go bhfuil spás agus am i ndáiríre (coibhneasacht ghinearálta), fionnachtain Darwin gur tháinig daoine chun cinn ó fhoirmeacha beatha níos primitive. Agus ar ndóigh, fionnachtain eile fós é fionnachtain Planck, Einstein agus Bohr ar mheicnic chandamach sa chéad áit.

Tugann gach ceann acu le tuiscint go láidir go bhfeicfidh na smaointe taobh thiar de chluiche an lae amárach ag athrú dul chun cinn sa néareolaíocht, inniu go mbeidh an chuid is mó daoine an-neamh-bhéasach agus dochreidte.

Anois, díreach toisc go bhfuaimeann bitheolaíocht chandamach san inchinn aisteach agus dochreidte ní cháilíonn sí go huathoibríoch gurb í foinse an chéad léim ollmhór eile ar aghaidh sa néareolaíocht. Ach is dóigh liom go dtabharfaidh tuiscint níos doimhne ar éifeachtaí chandamach i gcórais bheo léargas nua tábhachtach ar ár n-inchinn agus ar ár néarchóras, mura mbeidh cúis ar bith eile leis, go gcuirfidh glacadh le dearcadh chandamach faoi deara go mbeidh néareolaí ag lorg freagraí aisteach agus áiteanna iontacha nár mheas siad riamh imscrúdú a dhéanamh orthu.

Agus nuair a fhéachann imscrúdaitheoirí ar na feiniméin aisteach agus iontacha sin, d’fhéadfadh na feiniméin sin, cosúil lena gcol ceathracha i bhfisic na gcáithníní, breathnú siar orthu!