Poslednjih decenija računari su se razvili veoma brzo. Zapravo, u sećanju na jednu generaciju, oni su otišli iz gustine cevi, okupirali su ogromne prostorije do miniaturnih tableta. Memorija i brzina su se brzo povećavali. Ali trenutak je došao kada su se pojavili zadaci koji su bili izvan moći čak i modernih kompjutera super-moći.
Šta je kvantni kompjuter?
Pojava novih zadataka koji su izvan kontrole običnih računara, prinuđeni su da traže nove mogućnosti. I, kao alternativa konvencionalnim računarima, pojavio se kvant. Kvantni kompjuter je računarska tehnika, osnova akcije, koja se zasniva na elementima kvantne mehanike. Glavne odredbe kvantne mehanike formulisane su početkom prošlog veka. Njegov izgled omogućio je rješavanje mnogih problema fizike koji nisu našli rješenje u klasičnoj fizici.
Iako teorija kvanta već broji drugi vek, ona i dalje ostaje razumljiva samo za uski krug specijalista. Ali postoje stvarni rezultati kvantne mehanike, na koje smo već navikli - laserska tehnologija, tomografija. I krajem prošlog veka, teoriju kvantnog izračunavanja razvio je sovjetski fizičar Yu Manin. Pet godina kasnije, David Deutsch je otkrio ideju o kvantnoj mašini.
Da li postoji kvantni kompjuter?
Ali oličenje ideja nije bilo tako jednostavno. Periodično, postoje izveštaji da je kreiran još jedan kvantni kompjuter. Razvoj takve računarske tehnologije obavljaju giganti u oblasti informacionih tehnologija:
- D-Wave je kompanija iz Kanade, koja je prva pokrenula proizvodnju operativnih kvantnih računara. Ipak, stručnjaci raspravljaju o tome da li su ovi računari stvarno kvantni računari i koje su njihove prednosti.
- IBM - stvorio je kvantni kompjuter i otvorio je Internet korisnicima za eksperimente sa kvantnim algoritmima. Do 2025. godine planira se kreirati model koji može rešiti već praktične probleme.
- Google - najavio je izdanje ove godine kompjuter koji može dokazati superiornost kvantnih računara na konvencionalnim računarima.
- U maju 2017. godine, kineski naučnici iz Šangaja su rekli da je stvoren najmoćniji kvantni kompjuter na svetu, što premašuje analogije u frekvenciji obrade signala za 24 puta.
- U julu 2017. godine, na Moskovskoj konferenciji o kvantnim tehnologijama, objavljeno je da je kreiran kvantni kompjuter od 51 kubit.
Koja je razlika između kvantnog računara i običnog računara?
Osnovna razlika kvantnog računara u pristupu procesu proračunavanja.
- U konvencionalnom procesoru, svi proračuni su zasnovani na bitovima koji postoje u dve države 1 ili 0. To znači da je sve delo smanjeno na analizu ogromne količine podataka za usklađivanje sa određenim uslovima. Kvantni kompjuter zasnovan je na kubima (kvantni bitovi). Njihova osobina je sposobnost da budu u stanju 1, 0, a isto tako i 1 i 0.
- Mogućnosti kvantnog kompjutera su značajno povećane, jer nema potrebe tražiti pravi odgovor između skupa. U ovom slučaju, odgovor je izabran iz već dostupnih varijanti sa određenom vjerovatnoćom korespondencije.
Za šta je kvantni kompjuter?
Princip kvantnog kompjutera zasnovan na izboru rešenja sa dovoljno verovatnoćom i sposobnošću da se to rešenje dostavi mnogo puta brže od savremenih računara, određuje svrhu njegove upotrebe. Prvo, pojavljivanje ove vrste računarske tehnologije brine kriptografe. To je zbog sposobnosti kvantnog kompjutera da lako izračunava lozinke. Dakle, najmoćniji kvantni kompjuter, koji su stvorili rusko-američki naučnici, je sposoban da dobije ključeve postojećih sistema za šifrovanje.
Postoje i korisniji primenjeni zadaci za kvantne računare, oni su povezani sa ponašanjem elementarnih čestica, genetikom, zdravstvenom zaštitom, finansijskim tržištima, zaštitom mreža od virusa, veštačkom inteligencijom i mnogim drugim čime obični računari ne mogu da reše.
Kako je dogovoren kvantni kompjuter?
Izgradnja kvantnog računara zasnovana je na upotrebi kubica. Kako se trenutno koriste fizičke performanse kubica:
- prstenovi superprevodnika sa džamperima, sa višeznačnom strujom;
- pojedinačni atomi, pod uticajem laserskih greda;
- ioni;
- fotoni;
- Razvijene su varijante upotrebe nanokristala poluprovodnika.
Kvantni računar - princip rada
Ako postoji sigurnost sa klasičnim kompjuterom u radu, tada pitanje o tome kako kvantni kompjuter funkcioniše je teško odgovoriti. Opis rada kvantnog računara zasnovan je na dvije nerazumljive fraze:
- princip superpozicije je pitanje kubića koji mogu biti istovremeno na pozicijama 1 i 0. Ovo omogućava istovremeno izvršenje nekoliko proračuna, umjesto sortiranja opcija, što daje veliku dobit u vremenu;
- kvantno zapletanje je fenomen koji je zapazio A. Ajnštajn, što je povezivanje dve čestice. Jednostavnim rečima, ako jedna od čestica ima pozitivnu heličnost, onda drugi odmah uzima pozitivnu helikost. Ovaj odnos se javlja bez obzira na daljinu.
Ko je izmislio kvantni kompjuter?
Osnova kvantne mehanike izložena je na samom početku prošlog vijeka, kao hipoteza. Njegov razvoj je povezan sa takvim briljantnim fizičarima kao Max Planck, A. Einstein, Paul Dirac. Antonov je 1980. godine predložio ideju o mogućnostima kvantnog izračunavanja. I godinu dana kasnije Richard Feyneman u teoriji je modelovao prvi kvantni kompjuter.
Sada je stvaranje kvantnih računara u fazi razvoja i čak je teško zamisliti šta kvantni kompjuter može da uradi. Ali apsolutno je jasno da će savladavanje ovog pravca donijeti ljude mnogim novim otkrićima u svim oblastima nauke, omogućiti nam da pogledamo mikro i makro svet, da saznamo više o prirodi uma, genetici.