Az elmúlt évtizedek számítógépek nagyon gyorsan fejlődtek. Valójában egy nemzedék emlékére a nagyméretű csőből mentek, és óriási helyeket foglaltak el a miniatűr tablettákhoz. A memória és a sebesség gyorsan növekedett. De eljött a pillanat, amikor megjelentek olyan feladatok, amelyek túlmutattak a szuperhatalmi modern számítógépek erejével.
Mi a kvantum számítógép?
Az olyan új feladatok kialakulása, amelyek a hagyományos számítógépeken kívül esnek, kénytelenek új lehetőségeket keresni. És a hagyományos számítógépek alternatívájaként kvantum jelent meg. A kvantum számítógép egy számítógépes technika, amely az akció alapja, amely a kvantummechanika elemein alapul. A kvantummechanika legfontosabb rendelkezéseit a múlt század elején fogalmazták meg. Megjelenése lehetővé tette számos fizikai probléma megoldását, amelyek nem találtak megoldást a klasszikus fizikában.
Bár a kvantumelmélet már a második századot is figyelembe veszi, mégis csak a szakemberek szűk köréhez érthetõ. De a kvantummechanika valós eredményei vannak, amelyekhez már hozzászoktunk - lézertechnika, tomográfia. A múlt század végén a kvantumszámítás elméletét a szovjet fizikus, Yu Manin fejlesztette ki. Öt évvel később David Deutsch bemutatta a kvantumgép ötletét.
Van egy kvantumgép?
De az ötletek megtestesítése nem volt olyan egyszerű. Időnként jelentések vannak arról, hogy egy másik kvantum számítógépet hoztak létre. Az ilyen informatikai technológia fejlesztését az óriások dolgozták ki az informatika területén:
- A D-Wave egy Kanadai vállalat, amely először indította el az operációs kvantum számítógépek gyártását. Mindazonáltal a szakemberek vitatják, hogy ezek a számítógépek tényleg kvantum számítógépek, és milyen előnyökkel járnak.
- Az IBM - létrehozott egy kvantumszámítógépet, és kvantum algoritmussal kísérletekkel megnyitotta az internetes felhasználóknak. 2025-ig a vállalat olyan modell létrehozását tervezi, amely képes megoldani a már meglévő gyakorlati problémákat.
- A Google - bejelentette, hogy ebben az évben kiadja a számítógépet, amely képes a hagyományos számítógépek kvantumszámítógépek fölényének bizonyítására.
- 2017 májusában a sanghaji kínai tudósok azt állították, hogy a világ legerősebb kvantumszámítógépét hozták létre, amely 24-szeresen meghaladja a jelfeldolgozás frekvenciáit.
- 2017 júliusában a kvantumtechnológiákról szóló moszkvai konferencián bejelentették, hogy létrehoztak egy 51 qubit-os kvantumszámítógépet.
Mi a különbség a kvantum számítógép és egy közönséges számítógép között?
A kvantum számítógép alapvető különbsége a számítási folyamat megközelítésében.
- Egy hagyományos processzorban az összes számítás olyan bitekre épül, amelyek két állapotban 1 vagy 0. Ez azt jelenti, hogy az összes munkát a meghatározott feltételeknek megfelelő nagy mennyiségű adat elemzésére korlátozzák. A kvantumkomputer qubit (kvantumbit) alapú. A funkciójuk az, hogy az állapotban 1, 0, és ugyanakkor 1 és 0 is legyen.
- A kvantum számítógép képességei jelentősen megnövekedtek, mivel nincs szükség a megfelelő választ keresésére. Ebben az esetben a választ a már rendelkezésre álló változatok közül választjuk ki, bizonyos valószínűségi levelezéssel.
Mi a kvantum számítógép?
A kvantum számítógép elve, amely elegendő valószínűséggel megoldást kínál a megoldásra, és képes megoldást találni sokszor gyorsabb, mint a modern számítógépek, meghatározza használatának célját. Először is, az ilyen típusú számítástechnika megjelenése a kriptográfusokat aggasztja. Ez annak köszönhető, hogy egy kvantumszámítógép könnyen kiszámíthatja a jelszavakat. Tehát az orosz-amerikai tudósok által létrehozott legerősebb kvantumszámítógép képes kulcsokat szerezni a meglévő titkosítási rendszerekhez.
A kvantum számítógépekre is hasznosabbak az alkalmazott feladatok, ezek az elemi részecskék viselkedésével, a genetikával, az egészségügyi ellátással, a pénzügyi piacokkal, a vírusoktól származó hálózatok védelmével, a mesterséges intelligenciával és sok mással, amelyeket a hétköznapi számítógépek nem tudnak megoldani.
Hogyan van elrendezve egy kvantum számítógép?
A kvantum számítógép építése a qubit-ek használatán alapul. A jelenleg használt küszöbök fizikai teljesítménye:
- többirányú áramerősségű szupravezetők gyűrűk;
- egyes atomok, lézersugarak hatása alatt;
- ionok;
- fotonok;
- a félvezetők nanokristályainak felhasználási módjait fejlesztik.
Quantum számítógép - a működés elve
Ha a klasszikus számítógép bizonyossággal rendelkezik a munkában, akkor nehéz kérdésre jutni a kvantum számítógép működésének kérdéséről. A kvantumgép működésének leírása két érthetetlen kifejezésen alapul:
- a szuperpozíció elve egy olyan kérdésre vonatkozik, amely egyszerre képes az 1. és a 0. pozícióban egyaránt. Ez több számítást is lehetővé tesz egyidejűleg, nem pedig az opciók válogatásával, ami nagy nyereséget eredményez időben;
- a kvantum-összefonódás egy olyan jelenség, amelyet A. Einstein jegyzett fel, amely két részecske összekapcsolása. Egyszerű szavakkal, ha az egyik részecske pozitív helikopterrel rendelkezik, akkor a második azonnal pozitív helikussá válik. Ez a kapcsolat a távolságtól függetlenül történik.
Ki találta fel a kvantumgépet?
A kvantummechanika alapját a múlt század elején, hipotézisként ismertették. Fejlesztése olyan briliáns fizikusokkal áll kapcsolatban, mint Max Planck, A. Einstein, Paul Dirac. 1980-ban Antonov javasolta a kvantumszámítás lehetőségét. És egy évvel később Richard Feyneman elvileg modellezte az első kvantum számítógépet.
Most a kvantumszámítógépek létrehozása a fejlesztési szakaszban, és még nehéz elképzelni, hogy mit tud a kvantum számítógép. De teljesen világos, hogy ennek az iránynak az elsajátítása sok új felfedezést hoz majd az emberek számára a tudomány valamennyi területén, lehetővé teszi számunkra, hogy megvizsgáljuk a mikro- és makroszintű világot, hogy megismerjük az elme természetét, a genetikát.