Programlamada Kuantum Hesaplama  – Programlama Nedir? – Programlama Bölümü – Programlama Yaptırma – Programlama Ödevleri – Programlama Ücretleri

 Deterministik Olmayan Makineler

Belirleyici bir Turing makinesi, belirleyici olmayan bir Turing makinesini taklit edebilir ve ilke nispeten basittir. Ancak teknik detaylar biraz çalışma gerektiriyor. Ayrıca, görevi tamamlamanın birden fazla yolu vardır. Pratikte, bu alıştırmaya başlamadan önce bir Turing makinesi öykünücüsü yazmak iyi bir fikir olacaktır.

Hanoi dizisi için 1 2 1 3 1 2 1 4 1 2 1 3 1 2 1 5, her ikinci girişin 1 olduğuna dikkat edin; ve 1’leri yok sayarsanız, her 2. giriş 2’dir; ve 1’leri ve 2’leri yok sayarsanız, her 2. giriş 3’tür. Bu şekilde, belirli bir bandın öğelerini bulmanın prensipte basit olduğunu görüyoruz.

Bant 1’deyseniz 1 boşluk atlayın, bant 2’de 3’ü atlayın ve yakında. Ancak bunun sonlu bir işlemci ile çalışması için bilgiyi teypte saklamamız gerekiyor. Yani her sanal bandın yanına bir bant numarası işaretleyici hücre koyabiliriz, ancak hangi bantta olduğunuzu bilmek işlemcide veya tek bir hücrede saklanamaz (çünkü sonsuz sayıda sanal bant vardır).

Tabii ki, sonsuz sayıda kaydı olan bir kayıt makinesi gibi, sonsuz sayıda kasete sahip bir Turing makinesi farklıdır. Her banttaki 0 ​​konumunu sonsuz rastgele erişim belleği olarak kullanabilir.

Deterministik olmayan bir Turing makinesini simüle eden deterministik tek bantlı Turing makinesi, sonsuz sayıda Turing makinesi için bile uygundur, çünkü herhangi bir anda yalnızca sonlu sayıda sahip olduğumuz tamamen ayrı makineleri simüle ediyoruz ve her birinin her zaman sınırlı bir açıklama.

Kullanmadıklarımızı sola saklayabilir ve aktif Turing makinesini çalıştırmak için tam bir bandı yarım bant haline getirmek için tek, negatif ve hatta pozitif anlamına gelecek şekilde tam bandı katlayabiliriz. Bununla birlikte, bu, etrafta çok fazla değişen makine gerektirir ve hangi makinenin önce bitirdiğini belirlememize izin vermez (bir makine n adımda bitirdiğinde, sonsuz sayıdan birinin durmadığını nasıl bilebiliriz? , n − 1 adım).

Kuantum Hesaplama

Fiziği göz ardı ederek, bir kuantum bilgisayar, daha sonra bir alt uzaya yansıtılan bir hermit matrisi ile çarpılan kübit mantık değerlerini temsil eden karmaşık bir vektörü girer ve büyüklük sonucu verir. Bunu tam olarak çoğaltmayacağız. Mantık 1’i temsil etmek için mantık girdilerini (1, 0) ve mantık 0’ı temsil etmek için (0, 1) olarak alıyoruz.

Çalışma prensibi, giriş mantıksal verilerinin sırasıyla 0 ve 1 için 01 veya 10 biçiminde sunulmasıdır. Yani bir mantık girdisi iki boyuttur, iki mantık girdisi 4’tür ve bu böyle devam eder. Fonksiyonun çıktısı, 0 veya 1 olması gereken çıktı vektörünün büyüklüğü alınarak belirlenir. Matris simetrik olmalıdır.

Kuantum programlama dilleri
Kuantum Programlama
Kuantum programlama ile Neler yapılabilir
Kuantum programlama ekşi
q# dili
Türkiye kuantum bilgisayar
Kuantum hesaplama Nedir
Kuantum bilgisayar

Von Neumann Makinesi

Von Neumann makinesi geleneksel olarak Turing makinesinden farklı olarak tanımlanır. Her biri adresi olarak adlandırılan negatif olmayan bir tamsayı indeksine sahip doğrusal bir bellek hücresi dizisine sahiptir. Bellek dizisi, merkezi işlem birimi veya cpu tarafından okunur ve değiştirilir. CPU, aynı anda birkaç hücreye erişebilen aksi takdirde sonlu bir durum makinesidir. Erişilen hücrelerin konumu keyfi olarak değiştirilebilir; bu, belleğe rastgele erişim olarak adlandırılan bir davranıştır.

Ancak bellek dizisi sadece bir Turing makine bandının yarısıdır ve işlemci bir Turing işlemcisidir. Çoklu erişim yönü, çoklu bantların aynı bantın katlandığı ve işlemciye geri beslendiği çoklu bant Turing makinesiyle aynıdır.

Rastgele erişim mekanizması, bir bellek hücresinin adresini içeren bir kayıt olan işaretçidir. Bununla birlikte, belirsiz bir kesinlik tamsayı olarak işaretçiye sınırsız erişim, makinenin karakterini tamamen değiştirecek ve işlemcinin kendisinde genel amaçlı programlamaya izin verecektir.

Pratikte, sonsuz bellek dizisi, Turing makinesinde bir adımlama kaydına sahip olarak simüle edilebilecek bir dizi daha küçük hareketle adreslenir. Ardından, kayıt sıfır olmadığı sürece makine adım atmaya devam edebilir. Turing kafasına sonlu bir kapasite kaydı eklemek, onu sonlu bir durum makinesi olmaktan çıkarmaz.

Bu nedenle, Von Neumann makinesi esasen, işleri hızlandırmaya yardımcı olmak için uzun atlama talimatına sahip çok bantlı bir Turing makinesidir. Ve tıpkı Turing makinesinde olduğu gibi, Von Neumann makine belleğinin sonlu miktarda bilgiyle, muhtemelen sonlu sayıda sıfır olmayan hücrede başladığı varsayılır.

Von Neumann makinesini Turing makinesinden ayırmanın nedenleri, kısmen onların icatlarının politikasına bağlıdır. Daha da önemlisi, Von Neumann makinesi uygulanmak üzere tasarlandı ve masaüstü donanımında çok geniş bir farkla en çok uygulanan makine. Turing makinesi basit ve uygulanması kolaydır ve bu şekilde kullanılması amaçlanmasa da mükemmel bir şekilde kullanılabilir olacaktır.

Ancak, hareketin tek bir adımla sınırlandırılması pratikte çok kısıtlayıcıdır ve donanımda iyileştirilmesi kolaydır. Bir Turing makinesi, programını şeridinin bir bölümünde ve verileri diğerinde saklar, bir sonraki adımda ne yapacağını belirlemek ve sonra bunu yapmak için sürekli olarak ikisi arasında hareket etmek zorundadır.

Von Neumann makinesinin aynı anda iki konuma başvurma yeteneği, birinin program, diğerinin veri olabileceği anlamına gelir ve bu da makinenin sürekli aktarma olmadan veriler üzerinde programı yürütmesine olanak tanır. Ancak bu, programı bir bantta ve verileri diğerinde saklayan 2 bantlı Turing makinesiyle neredeyse aynıdır.

Ayrıca, Turing makinesinin programı yok eden veri taşma hatalarıyla ilgili bir sorunu yoktur. Hem donanım hem de yazılımdaki bellek koruma mekanizmaları, bellek çakışmasını önlemek için tipik olarak belleği sanal ayrı bantlara bölmeye dayanır.

Sıkça duyulan Von Neumann darboğazı ifadesi, bellek hücrelerinin sayısına kıyasla belleğe çok az sayıda işaretçi olduğu gerçeğine biraz haksız bir göndermedir. Prensip olarak, eğer çok sayıda hücrenin aynı anda işlenebilmesi için bunu açabilirsek, o zaman işlemeyi hızlandırabiliriz.

Ancak pratikte (genellikle vektör ve matris işlemlerini içeren özel durumlar dışında) bir alternatif olasılığı çok azdı. Ayrıca, Von Neumann en yaygın donanım olmasaydı, kayıt makinesi darboğazı veya yığın makinesi darboğazı veya benzeri bir şey hakkında şüphe duymazdık.

Gerçek şu ki, durum iyileştirilebilir, ancak bunu yapmak kolay değil ve bu Von Neumann makinesine özgü değil. Sonuçta bilginin uzaya gönderilmesi gerektiği gerçeği geometrik darboğaza yol açacaktır.

Teknolojik olarak, Von Neumann makinesi, kavramsal olarak zor olsa da pratik dijital makinelerin yapımına izin veren çok kullanışlı bir soyutlama olmuştur. Gerçek mimarilerin tanımlanması tipik olarak yukarıdaki tartışmada görünenden çok daha karmaşıktır ve bellek koruması, dolaylı tablolar, bellek eşlemeli etkileşim ve benzeri gibi birçok özel kavramı içerir.

“legendhomework“ Kuantum programlama dilleri,Kuantum Programlama,Kuantum programlama ile Neler yapılabilir,Kuantum programlama ekşi,q# dili,Türkiye kuantum bilgisayar,Kuantum hesaplama Nedir,Kuantum bilgisayar alanlarında hizmet vermektedir.

Makale Deniz

Biyografinin Tamamını Gör