computingkvante er videnskaben, der studerer udviklingen af algoritmer og software baseret på information, der behandles af kvantesystemer, synes godt om atomer, fotoner eller partiklersubatomær. I modsætning til klassiske computere fungerer kvantecomputere efter probabilistiske love for kvantefysik.
Mulighederne ved kvantecomputering åbner en ny horisont for teknologisk udvikling og tillad os at forestille os en fremtid med computere, der er i stand til at løse mere komplekse opgaver på stadigt stigende tidspunkter. mindreårige.
Seogså:Fysikopdagelser, der opstod ved et uheld
Hvad er en kvantecomputer?
O computerkvante er en maskine, der kan være planlagttilløseproblemerlogisk, ligesom nutidens elektroniske computere. Mens vores computere bruger den elektriske strøm, der løber gennem transistorer for at emulere bit 1 og 0 gør kvantecomputere det baseret på kvantemålinger, såsom energiniveauer af en klynge af atomer, retningerne for polarisering af fotoner osv.
Hvordan fungerer kvantecomputering?
Quantum computing er baseret på udviklingen af logiske algoritmer, der kan udføres af en anden type computer end en konventionel computer. Kvantecomputere er ekstremt komplekse maskiner og det afhænger af en termisk balance for delikat. De fleste af disse computere kan kun fungere ved meget lave temperaturer, så de afkøles til omkring -272 ° C ved hjælp af kvælstof eller flydende helium.
Dette skyldes, at bitskvante(også kaldet qubits) de skal være i "tuning" hele tiden (teknisk set siger vi, at de skal være i fase), og enhver pludselig temperaturvariation kan "bland dem".
Klassisk databehandling udføres gennem kredsløb, der registrerer og styrer passage af elektrisk strøm. Groft sagt når passagen af elektrisk strøm, registrerer computeren disse oplysninger i form af en bit, som kan være 0 eller 1. Alle opgaver udført af computere fungerer ved at manipulere disse bits.
I kvantecomputere hentes der igen information fra andre ting, såsom retningen af spin af et atom, polariseringen af et foton, energiniveauerne i en klynge af atomer osv. På trods af at de er forskellige fra hinanden, har disse systemer en ting til fælles: er underlagt lovene i kvantefysik.
For at udvikle en dybere forståelse af kvantecomputere er vi nødt til at kende noget af det underlige ved kvantemekanik, skal vi?
Se også:Heisenbergs usikkerhedsprincip - et af de mest nysgerrige principper i fysik
Beregning og kvantemekanik
På love styrende opførsel af kvantebits er helt forskellige fra klassisk fysik.
Ifølge klassisk fysik, inden der åbnes en kasse med en lampe, forventes der kun to resultater: lampen vil være tændt eller slukket. I henhold til kvantemekanikkens love kan lampens tilstand ikke bekræftes uden direkte at have observeret den.
Hvis vi antager, at den pågældende lampe er et kvanteobjekt, før lampens tilstand åbnes, ville lampens tilstand være a kombination af alle muligheder. I det øjeblik, boksen blev åbnet, forsvandt alle kombinationer af stater, og lampen antog kun en af de mulige konfigurationer: til eller fra. Det er som om uvidenhedstilstand om hvad der er inde i kassen ville få pæren til at tænde og slukke på samme tid, men hvad får naturen til at vælge en af staterne? Vi ved det ikke.
Denne funktion af kvantemekanik gør det muligt for qubits at antage alle mulige tilstande, før de observeres. I praksis, qubits overvejer resultatet af en operation, selv før den har været færdig, det er som om vi kunne vide resultatet af et spil hoveder eller haler, når mønten stadig var i luften.
Mulighederne for quantum computing tilbyder a enorm beregningsgevinst, da hver qubit svarer til 2 klassiske bits, svarer derfor en kvantecomputer, der fungerer med 64 bit, til en klassisk computer udstyret med 264 bits (ca. 1.8.1019 bits). Tallene forstærker kun, at kvanteberegning er en stor satsning for fremtiden.
Seogså:7 spørgsmål fysik har ikke været i stand til at besvare
Quantum computing i dag
I de senere år har teknologiske fremskridt tilladt oprettelsen af den første processorerkvante funktionel. Siden da har fremskridtet med konstruktionen af kvantechips fundet sted i et accelereret tempo, dels på grund af stor kommerciel interesse fra branchen. sikkerhed,kryptokurver,banker,universiteter og andre.
Store computerfirmaer som f.eks Google og IBM, har produceret stadig kraftigere kvantecomputere. Den seneste udgivelse er Googles kvantecomputer, som "kun" har 53 qubits. Denne computer var i stand til at udføre på få minutter en beregning, som verdens hurtigste computer ville udføre i mindst 10.000 år.
Af Rafael Hellerbrock
Fysiklærer
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-computacao-quantica.htm
