Kompyuter istiqbollari Kvant kompyuterlar. Reja: Kvant tushinchasi

Kompyuter istiqbollari Kvant kompyuterlar.
Reja:

1. 
   Kvant tushinchasi.
   
2. 
   Kvant kompyuteri nima va uni yaratish maqsadi qanday paydo bo‘lgan?
   

1. 
   Kvant tushinchasi.
   

XIX asrdan XX asrga o‘tish arafasi – 1900 yilning 14 dekabrida Nobel mukofoti sovrindori, nemis fizigi Maks Plank Berlin fiziklar jamiyatining yig‘ilishida issiqlik nurlanishining kvant xususiyati haqidagi o‘zining fundamental kashfiyoti to‘g‘risida axborot berdi. Ushbu kun Kvant nazariyasining tug‘ilish kuni deb hisoblanadi. O‘sha kuni fizikada energiya kvanti degan tushuncha va boshqa funda­mental doimiylar qatorida Plank doimiysi h=1,38062 10²³ J/K paydo bo‘ldi.
Plank kashfiyoti va uning ketidan kvant tushunchasiga asoslanib, 1905 yil Albert Eynshteyn fotoelektrik effekt hodisasini va 1913 yil Nils Bor atom spektrlarini tushuntirib berishlari kvant nazariyasining keyingi ulkan zafarlariga yo‘l ochdi. 1925 yil V.Geyzenberg kvant mexanikasining matritsa variantini, 1926 yil E.Shryodinger tashqi maydondagi elektron harakatini yozib beruvchi o‘zining mashhur to‘lqin tenglamasini shakllantirdi. Xuddi shu yillari V.Pauli bi­lan bir paytda E.Fermi va P.Dirak elektron gaz uchun alohida kvant holatlar to‘lganini hisobga oluvchi kvant prinsipini, kvant-statistik taqsimotni ruyobga chiqarishdi. F.Blox 1928 yil qattiq jism kristallarida elektronlarning energetik spektri zonalar strukturasiga ega bo‘lishini ko‘rsatib berdi. Bu yangilik insoniyatning tabiat, xususan, qattiq jism xaqidagi tasavvurlariga jiddiy o‘zgarishlar kiritdi.
1930 yil yarimo‘tkazgichlar va dielektriklarda metallardan farqli ravishda zonalar energetik spektrida man etilgan zona borligi va ushbu zona eng yuqorida yotuvchi to‘la zona va eng pastda yotuvchi bo‘sh zonalar orasida mavjud ekanligi ayon bo‘ldi. Lekin yarimo‘tkazgichlarda man etilgan zonaning kengligi yetarlicha kichik bo‘lgani sababli ularda issiklik qo‘zgalishi ta’sirida elektronlar to‘la zonalardan man etilgan zonalar orqali bo‘sh zonalarga uloqtirilishi mumkin. 1931 yili A.Vilson yarimo‘tkazgichlarda o‘tkazuvchanlik faqat to‘lmagan zonalar mav­jud bo‘lsagina bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatib berdi. 1947 yili “Bell Laboratories”ning xodimlari J.Bardin bilan V.Bretten n-tip germaniyda tranzistor deb nomlangan nuqtaviy kristallik triodni kashf qilishi va 1949 yili yassi diod va triodlarning Kvant nazariyasini V.Shokli ishlab chiqishi natijasida yarimo‘tkazgichlar elektronikasi ravnaqida keskin ijobiy o‘zgarishlar roʻy berdi.
Hozirgi davrda kvant effektlari muxim o‘rin egallab tur­gan turlicha tizimlarni biz misol sifatida ko‘plab keltirishimiz mumkin. Masalan, lazerlardagi nurlanish maydonini kvant-mexanik hodisa – spontan va indusirlangan yorug‘lik nurlanishi vujudga keltiradi; mikrosxemalarning loyiha normalariga bo‘lgan talabchanlikning haddan tashqari oshib ketganligi Kvant hodisalarining ushbu mikrosxemalar ishlashi jarayonida muhim o‘rin tutmoqda; Gann diodlarida elektron toklari ossillyasiyasi vujudga kelmoqda; yarimo‘tkazgichlarda qatlam tizimlar: elektron yoki tirqishlar turlicha tutqin holatlarda axborotni saqlashi, bir yoki bir necha elektronlar kvant o‘ra, kvant ip yoki kvant nuqtalar tutqinida saqlanishi mumkin bo‘lyapti.
Klassik kompyuterlarning birinchi avlodi asosida lampalar, ikkinchi avlodi asosida tranzistorlar, uchinchi avlo­di asosida integral sxemalar va to‘rtinchi avlodi asosida esa mikroprotsessorlar yotadi. Yapon mutaxassislari kompyuterlar beshinchi avlodining o‘ta ishchanligiga protsessorlarning ulkan majmuasini hosil qilish orqali erishishni rejalashtirishgan edi. Lekin ularning bu yunalishdagi urinishlari ko‘p o‘rinlarda kutilgandek bo‘lmayapti. Hozirgi paytda kvant qurilmalarining yangi toifasi-Kvant kompyuterlari yaratish ustida istiqbolli izlanishlar olib borilmoqda. XXI asrda olamni tubdan o‘zgartirib yuborishi intizorlik bilan kutilayotgan kashfiyot – “kvant kompyuteri” nomi bilan atalib kelinayotgan “faraziy hisoblash mashinasi”dir.