Τι είναι ένας κβαντικός υπολογιστής; | New Scientist

[et_pb_section fb_built=”1″ admin_label=”section” _builder_version=”4.16″ global_colors_info=”{}”][et_pb_row admin_label=”row” _builder_version=”4.16″position background_size=”initial” ” global_colors_info=”{}”][et_pb_column type=”4_4″ _builder_version=”4.16″ custom_padding=”|||” global_colors_info=”{}” custom_padding__hover=”|||”][et_pb_text admin_label=”Text” _builder_version=”4.16″ background_size=”initial” background_position=”top_left” background_repeat=”repeat” global_colors_info

Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι μηχανές που χρησιμοποιούν τις ιδιότητες της κβαντικής φυσικής για την αποθήκευση δεδομένων και την εκτέλεση υπολογισμών.

Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι μηχανές που χρησιμοποιούν τις ιδιότητες του κβαντική φυσική για την αποθήκευση δεδομένων και την εκτέλεση υπολογισμών. Αυτό μπορεί να είναι εξαιρετικά πλεονεκτικό για ορισμένες εργασίες όπου θα μπορούσαν να ξεπεράσουν κατά πολύ ακόμη και τους καλύτερους υπερυπολογιστές μας.

Οι κλασικοί υπολογιστές, στους οποίους περιλαμβάνονται τα smartphone και οι φορητοί υπολογιστές, κωδικοποιούν πληροφορίες σε δυαδικά «bit» που μπορούν να είναι είτε 0 είτε 1. κβαντικός υπολογιστής, η βασική μονάδα μνήμης είναι ένα κβαντικό bit ή qubit.

Τα qubits κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας φυσικά συστήματα, όπως το σπιν ενός ηλεκτρονίου ή τον προσανατολισμό ενός φωτονίου. Αυτά τα συστήματα μπορούν να βρίσκονται σε πολλές διαφορετικές διατάξεις ταυτόχρονα, μια ιδιότητα γνωστή ως κβαντική προσθήκηΤα qubits μπορούν επίσης να συνδεθούν άρρηκτα μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ένα φαινόμενο που ονομάζεται κβαντική εμπλοκήΤο αποτέλεσμα είναι ότι μια σειρά από qubits μπορεί να αναπαραστήσει διαφορετικά πράγματα ταυτόχρονα.

Για παράδειγμα, οκτώ bit είναι αρκετά για έναν κλασικό υπολογιστή για να αναπαραστήσει οποιονδήποτε αριθμό μεταξύ 0 και 255. Αλλά οκτώ qubits είναι αρκετά για έναν κβαντικό υπολογιστή για να αναπαραστήσει κάθε αριθμό μεταξύ 0 και 255 ταυτόχρονα. Μερικές εκατοντάδες πεπλεγμένα qubits θα ήταν αρκετά για να αναπαραστήσουν περισσότερους αριθμούς από όσα υπάρχουν άτομα στο σύμπαν.

Εδώ είναι που οι κβαντικοί υπολογιστές αποκτούν το πλεονέκτημά τους έναντι των κλασικών. Σε περιπτώσεις όπου υπάρχει μεγάλος αριθμός πιθανών συνδυασμών, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να τους εξετάσουν ταυτόχρονα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν την προσπάθεια εύρεσης των πρώτων παραγόντων ενός πολύ μεγάλου αριθμού ή της καλύτερης διαδρομής μεταξύ δύο θέσεων.

Ωστόσο, μπορεί επίσης να υπάρχουν πολλές περιπτώσεις όπου οι κλασικοί υπολογιστές θα εξακολουθούν να έχουν καλύτερες επιδόσεις από τους κβαντικούς. Έτσι, οι υπολογιστές του μέλλοντος μπορεί να είναι ένας συνδυασμός και των δύο αυτών τύπων.

Προς το παρόν, οι κβαντικοί υπολογιστές είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι: η θερμότητα, τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία και οι συγκρούσεις με μόρια αέρα μπορούν να προκαλέσουν την απώλεια των κβαντικών ιδιοτήτων ενός qubit. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως κβαντική αποσυνοχή, προκαλεί την κατάρρευση του συστήματος και συμβαίνει πιο γρήγορα όσο περισσότερα σωματίδια εμπλέκονται.

Οι κβαντικοί υπολογιστές πρέπει να προστατεύουν τα qubits από εξωτερικές παρεμβολές, είτε απομονώνοντάς τα φυσικά, διατηρώντας τα δροσερά ή με την χρήση προσεκτικά ελεγχόμενων παλμών ενέργειας. Χρειάζονται επιπλέον qubits για τη διόρθωση σφαλμάτων που εισχωρούν στο σύστημα.

[/ et_pb_text] [/ et_pb_column] [/ et_pb_row] [/ et_pb_section]