Τι είναι ο Κβαντικός Υπολογισμός;

Τι είναι ο Κβαντικός Υπολογισμός;

March 17, 2022 0 By admin

[ad_1]

Τι θα συμβεί αν πετάξετε μια μπάλα του τένις σε έναν τοίχο από τούβλα;

Τι θα συμβεί αν περάσετε εκατό μπάλες του τένις στον τοίχο ταυτόχρονα;

Τι κι αν περάσεις χίλιες μπάλες του τένις;

Τίποτα.

Ό,τι κι αν κάνετε, δεν υπάρχει περίπτωση οι μπάλες του τένις να γκρεμίσουν αυτόν τον τοίχο. Ακριβώς όπως ένας τοίχος από τούβλα, υπάρχουν ορισμένα προβλήματα που είναι τόσο περίπλοκα που δεν υπάρχει τρόπος να τα λύσει ένας παραδοσιακός υπολογιστής, όσο γρήγορα κι αν είναι.

Τι συμβαίνει όμως με τον τοίχο από τούβλα αν τον περάσεις με μια δεξαμενή;

Όχι άλλος τοίχος από τούβλα.

Αυτή η δεξαμενή είναι ένας κβαντικός υπολογιστής.

Bits και Qubits

Οι κλασικοί υπολογιστές, το είδος που χρησιμοποιούμε καθημερινά, χρησιμοποιούν μνήμη που αποτελείται από bits. Τα bit αντιπροσωπεύουν είτε το ένα είτε το μηδέν. ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση. Ό,τι κάνουν οι υπολογιστές, από το να παίζουν παιχνίδια μέχρι την αποστολή email, προέρχονται από το χειρισμό αυτών των μονάδων και μηδενικών.

Ένας κβαντικός υπολογιστής είναι ένας νέος τύπος υπολογιστή που χρησιμοποιεί τις ασυνήθιστες ιδιότητες της κβαντικής φυσικής για να λύσει προβλήματα που είναι αδύνατα για κανονικούς υπολογιστές. Αυτό το κάνουν χρησιμοποιώντας qubits αντί για bit. Όπως τα bit, τα qubits μπορούν να αντιπροσωπεύουν ένα ή μηδέν. Αυτό που τα κάνει ξεχωριστά είναι ότι ένα qubit μπορεί να είναι ένα, μηδέν ή μια υπέρθεση και των δύο. Αυτό σημαίνει ότι ένα qubit μπορεί να είναι και ένα και μηδέν ταυτόχρονα – κάνοντας τους κβαντικούς υπολογιστές εκθετικά πιο ισχυρούς από τους συμβατικούς αντίστοιχους.

Σπάζοντας τον τοίχο από τούβλα

Χρησιμοποιώντας υπέρθεση, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να λύσουν προβλήματα που θα ήταν αδύνατα ή θα χρειάζονταν χιλιάδες χρόνια για να ολοκληρωθούν. Οι κβαντικοί υπολογιστές ξεπερνούν δραματικά τους κλασσικούς υπολογιστές σε υπολογισμούς που περιλαμβάνουν μεγάλο αριθμό εξίσου πιθανών λύσεων.

Λόγω της δύναμής τους στην ανάλυση συνδυασμών, οι κβαντικοί υπολογιστές πιθανότατα θα εφαρμοστούν στη διάσπαση κωδίκων και στη βελτιστοποίηση πολύπλοκων συστημάτων. Οι ερευνητές αναμένουν επίσης ότι οι κβαντικοί υπολογιστές θα είναι σε θέση να μοντελοποιούν με ακρίβεια γεγονότα σε μοριακή κλίμακα, παρέχοντας ένα ισχυρό εργαλείο για έρευνα στη βιολογία, τη χημεία και τη φυσική.

Προβλήματα και Προβλέψεις

Η υπέρθεση είναι ισχυρή, μυστηριώδης και λεπτή. Το μεγαλύτερο εμπόδιο για την κατασκευή πλήρως λειτουργικών κβαντικών υπολογιστών είναι ότι τα qubits πρέπει να διατηρούνται σε μια υπερψυγμένη, απομονωμένη κατάσταση, διαφορετικά αποσυντονίζονται και χάνουν την κβαντική «μαγεία» τους.

Οι κβαντικοί υπολογιστές βρίσκονται στα όρια της πρακτικότητας. Οι προγραμματιστές έχουν κατασκευάσει με επιτυχία λειτουργικούς κβαντικούς υπολογιστές, αλλά μέχρι στιγμής δεν έχουν καταφέρει να βάλουν αρκετά qubits να λειτουργούν ταυτόχρονα για να αξιοποιήσουν πλήρως τις δυνατότητές τους – αλλά η υπόσχεση αυτού του δυναμικού έχει επιστήμονες σε όλο τον κόσμο να εργάζονται για να κάνουν τον κβαντικό υπολογισμό έναν από τους καθοριστικούς τεχνολογίες του 21ου αιώνα.

Για περισσότερες πληροφορίες δείτε τα Εργαστήρια NEC [http://www.nec.co.jp/rd/Eng/innovative/E3/top.html] δικτυακός τόπος.

Για πληροφορίες σχετικά με τον πρώτο ιδιωτικό κβαντικό υπολογιστή, βλ Έκθεση CBC στα συστήματα D-Wave.