Pastaraisiais dešimtmečiais kompiuteriai buvo sukurti labai greitai. Tiesą sakant, vienos kartos atmintyje jie išėjo iš didelių gabaritų vamzdžių, užimančių didžiulius kambarius miniatiūrinėms tabletėms. Atmintis ir greitis labai greitai padidėjo. Bet atėjo laikas, kai pasirodė uždaviniai, kurie buvo netgi netgi super galingų modernių kompiuterių galios.
Kas yra kvantinis kompiuteris?
Naujų užduočių, kurios nepriklauso įprastiniams kompiuteriams, atsiradimas privertė ieškoti naujų galimybių. Ir kaip alternatyva įprastiniams kompiuteriams pasirodė kvantas. Kvantinė kompiuteris yra kompiuterinė technika, pagrindas veiksme, kuris yra pagrįstas kvantinės mechanikos elementais. Pagrindinės kvantinės mechanikos nuostatos buvo suformuluotos praėjusio amžiaus pradžioje. Jo išvaizda leido išspręsti daugybę fizikos problemų, kurios nerado sprendimo klasikinėje fizikoje.
Nors kvantų teorija jau skaičiuoja antrąjį amžių, ji vis dar yra suprantama tik siauriam specialistų ratui. Tačiau yra realių rezultatų kvantinės mechanikos, į kurią mes jau įpratę - lazerio technologija, tomografija. Praėjusio amžiaus pabaigoje kvantinių skaičiavimų teoriją sukūrė sovietinis fizikas J. M. Maninas. Praėjus penkeriems metams, Davidas Deutsch pristatė idėją apie kvantinę mašiną.
Ar yra kvantinis kompiuteris?
Bet idėjų įkūnijimas nebuvo toks paprastas. Periodiškai yra pranešimų, kad sukurtas kitas kvantinis kompiuteris. Tokių kompiuterinių technologijų plėtra veikia gigantus informacinių technologijų srityje:
- D-Wave yra kompanija iš Kanados, kuri pirmoji pradėjo gaminti operacinius kvantinius kompiuterius. Nepaisant to, specialistai diskutuoja, ar šie kompiuteriai yra tikrai kvantiniai kompiuteriai ir kokie privalumai jie duoda.
- IBM - sukūrė kvantinį kompiuterį ir atidarė jį interneto vartotojams eksperimentams su kvantiniais algoritmais. Iki 2025 m. Bendrovė planuoja sukurti pavyzdį, galintį išspręsti jau esamas praktines problemas.
- "Google" - paskelbė šių metų kompiuterio, galinčio įrodyti kvantinių kompiuterių pranašumą įprastuose kompiuteriuose, išleidimą.
- 2017 m. Gegužės mėn. Kinijos mokslininkai Šanchajuje teigė, kad pasaulyje buvo sukurtas didžiausias pasaulyje kvantinis kompiuteris, 24 kartus viršijantis signalų apdorojimo analogų analogus.
- 2017 m. Liepos mėn. Maskvos konferencijoje "Kvantinės technologijos" buvo paskelbta, kad buvo sukurtas 51 kbitų kvantinis kompiuteris.
Koks skirtumas tarp kvantinio kompiuterio ir įprasto kompiuterio?
Esminis kvantinės kompiuterio skirtumas skaičiuojant procesą.
- Tradiciniame procesoriuje visi skaičiavimai grindžiami bitais, kurie egzistuoja dviejose būsenose 1 arba 0. Tai reiškia, kad visas darbas yra susiaurintas, kad būtų analizuojamas didžiulis duomenų kiekis, kad būtų laikomasi nustatytų sąlygų. Kvantinė kompiuteris yra pagrįsta kubitu (kvantiniais bitais). Jų funkcija yra gebėjimas būti būklėje 1, 0, taip pat vienu metu 1 ir 0.
- Kvantinio kompiuterio pajėgumai gerokai padidėja, nes nereikia ieškoti tinkamo atsakymo tarp rinkinio. Tokiu atveju atsakymas pasirenkamas iš jau turimų variantų su tam tikra korespondencijos tikimybe.
Kas yra kvantinis kompiuteris?
Kvantinio kompiuterio principas, pagrįstas pakankamai tikėtina sprendimo pasirinkimu ir galimybe rasti tokį sprendimą daug kartų greičiau nei šiuolaikiniai kompiuteriai, lemia jo naudojimo paskirtį. Visų pirma, tokio tipo kompiuterinių technologijų atsiradimas kelia susirūpinimą kriptografais. Taip yra dėl to, kad kvantinis kompiuteris gali lengvai apskaičiuoti slaptažodžius. Taigi, pats galingiausias kvantinis kompiuteris, sukurtas rusų ir amerikiečių mokslininkų, gali gauti esamų šifravimo sistemų raktus.
Kvantiniams kompiuteriams yra naudingesnių taikomų užduočių, susijusių su elementariųjų dalelių elgesiu, genetika, sveikatos priežiūra, finansų rinkomis, tinklų apsauga nuo virusų, dirbtinis intelektas ir daugelis kitų, kurių negalima išspręsti įprastu kompiuteriu.
Kaip sukonstruotas kvantinis kompiuteris?
Kvantinio kompiuterio konstrukcija pagrįsta kubitų naudojimu. Kaip šiuo metu naudojamų kubitų fizinis veikimas:
- superlaidininkų žiedai su džemperiais, su daugia kryptimi srovė;
- atskirų atomų, veikiant lazerio pluoštui;
- jonai;
- fotonai;
- Parengiami puslaidininkinių nanokristalų naudojimo variantai.
Kvantinė kompiuteris - veikimo principas
Jei yra tikroviškumo klasikiniame kompiuteryje darbe, sunku atsakyti į klausimą, kaip veikia kvantinis kompiuteris. Kvantinio kompiuterio veikimo aprašymas pagrįstas dviem nesuprantamais frazėmis:
- superpozicijos principas yra klausimas apie kubitus, kurie vienu metu gali būti 1 ir 0 pozicijose. Tai leidžia vienu metu atlikti kelis skaičiavimus, o ne išsirinkti pasirinkimo galimybes, o tai suteikia didelį laiko padidėjimą;
- Kvantinė užstojimas yra A. Einšteino pastebėtas reiškinys, kuris yra dviejų dalelių sujungimas. Paprastais žodžiais, jei viena iš dalelių turi teigiamą helicity, tada antrasis akimirksniu ima teigiamą helicity. Šis santykis įvyksta nepriklausomai nuo atstumo.
Kas išrado kvantinį kompiuterį?
Kvantinės mechanikos pagrindas buvo išdėstytas praėjusio amžiaus pradžioje kaip hipotezė. Jo kūrimas yra susijęs su tokiais nuostabiais fizikais kaip Maxas Planckas, A. Einšteinas, Paulas Diracas. 1980 m. Antonovas pasiūlė kvantinių skaičiavimų galimybę. Ir po metų Richard Feyneman teoriškai modeliuodavo pirmąjį kvantinį kompiuterį.
Dabar kvantinių kompiuterių kūrimas scenoje ir netgi sunku įsivaizduoti, ką gali padaryti kvantinis kompiuteris. Tačiau visiškai aišku, kad šios krypties įsisavinimas duos žmonėms daug naujų atradimų visose mokslo srityse, leis mums pažvelgti į mikro ir makro pasaulį, sužinoti daugiau apie proto prigimtį, genetiką.