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양자 컴퓨터 및 CMOS 어닐링

~ 반도체 기술을 사용하여 대규모 최적화 계산에 도전하는 양자 컴퓨터 및 CMOS 어닐링의 현재 상태 ~

[1 부] Quantum Computer

"양자 컴퓨터". 매일 뜨거운 주제는 전보다 더 많은 계산을 수행 할 수있는 기술입니다. 그러나 Quantum Computers가 실제로 사용할 수 있기 전에 우리 사회 생활에서 우리에게 우리에게 우리에게 제공 될 것이라는 것을 알고 있습니까? 이 칼럼에서는 반도체 기술을 사용하여 고속 계산에 접근하는 고속 컴퓨터 인 Quantum Computers와 CMOS 어닐링 머신을 소개 할 예정이며 오늘날에도 실제 애플리케이션에서도 편리하게 사용했습니다.

양자 컴퓨터

Quantum Computers는 양자 역학을 적용함으로써 처리 전력을 극적으로 증가시킬 수있는 컴퓨터입니다.
"0 또는 1"이라고 말했듯이 전통적인 컴퓨터는 전압을 사용하여 계산을 수행하기 위해 "0"또는 "1"을 표현하는 "비트"를 사용합니다.
대조적으로, 양자 컴퓨터는 상태가 "0 및 1"이 될 수있는 "중첩"의 특성을 갖는 "큐 비트 비트"의 특성을 사용하는 알고리즘을 사용하여 매우 빠른 솔루션을 찾을 수 있다고합니다.

현재 개발중인 양자 컴퓨터는 대략 양자 게이트 방법과 양자 어닐링 방법의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

"Quantum Gate"를 "일반 유형"이라고하며, 기존 컴퓨터가 사용하는 "논리 게이트"대신 "Quantum Gates"가 사용되므로 일반적인 목적 계산은 전통적인 컴퓨터와 마찬가지로 가능하다고합니다. 그러나 여러 구현 방법이 대학과 회사에서 테스트되었다는 사실에서 볼 수 있듯이 기술은 아직 확립되지 않았으며 현재 실험 단계에 있습니다. 실제 응용 프로그램은 10 년에서 20 년이 지날 것이며 현재는 매일 진행 중입니다.

또 다른 "양자 어닐링 방법"은 "조합 최적화 문제"라는 문제를 해결하는 데 특화된 기술입니다.
"전문화"라고 말하면 사용이 제한적 인 것처럼 보이지만 그렇지 않습니다. "조합 최적화 문제"는 여러 옵션 중에서 가장 적합한 것을 선택하는 일의 유형에 대한 일반적인 용어이며, 유명한 예는 "여행 판매원 문제"입니다. 이것은 세일즈맨이 비즈니스 협상을 위해 다양한 도시로 여행하는 주문과 가장 효율적인 순서에 대한 문제입니다. 회전 할 수있는 여러 도시가 있다면 모든 경로를 적어 놓고 확인할 수 있지만 10 ~ 100 곳이 있으면 수동으로 계산하기가 어려워집니다. 다른 "조합 최적화 문제"에는 예산 내에서 가장 만족스러운 제품이 될 제품 결합에 대한 생각이 포함됩니다. 양자 어닐링 방법은 이러한 유형의 계산을 매우 빠르게 해결할 수 있다고합니다.

조합 최적화 문제의 이미지

이 "양자 어닐링 방법"을 사용한 양자 컴퓨터는 2011 년 캐나다 회사가 이미 실질적으로 사용했습니다. 그러나 현대 기계에서도 한계는 양자 컴퓨터 계산에 사용되는 약 5,000 "큐빗"입니다. 즉, 교통 혼잡을 제거하기 위해 도로에서 자동차를 제어하려고하면 동시에 5,000 대의 자동차의 이동 만 계산할 수 있습니다. 즉, 매일 약 백만 대의 자동차가 운행되는 메트로폴리탄 고속도로에서 사용할 필요성을 이길 필요가 없습니다.
오늘날의 세계에서는 빅 데이터를 포함한 엄청난 양의 정보가 미래의 규모를 확장하여 사회적 문제를 해결하기 위해 사용해야합니다.

반도체 및 양자 컴퓨터의 비교 테이블

또한, "Qubits"라는 매우 불안정한 것을 다루는 독특한 도전도 있습니다.
구체적으로, 큐 비트를 제어 할 때 온도는 마이너스 273도 유지되어야합니다.
실온에 노출 된 후 1 초 이내에 사라지고 사라지는 수백만 단위를 포함하여 대량의 양자 비트를 생성하고 보유하기 위해 대형 장비, 고성능 냉각 장비 및 대규모 유틸리티 청구서와 같은 대량 비용이 발생할뿐만 아니라 지식이 많은 엔지니어들도 정확하게 관리해야합니다.
이런 식으로, 실제로 비즈니스에서 양자 컴퓨터를 사용하는 데 여전히 높은 장애물이 있습니다.