računalništvokvant je znanost, ki preučuje razvoj algoritmi in programska oprema na podlagi informacij, ki jih obdelujejo kvantni sistemi, všeč atomi, fotoni ali delcevsubatomsko. Za razliko od klasičnih računalnikov kvantni računalniki delujejo v skladu z verjetnostnimi zakoni EU kvantna fizika.
Možnosti, ki jih ponuja kvantno računalništvo, odpirajo novo obzorje za tehnološki razvoj in nam omogočajo, da si prihodnost predstavljamo z računalniki, ki lahko vedno bolj rešujejo bolj zapletene naloge. mladoletniki.
Poglejtudi:Odkritja fizike, ki so se zgodila po naključju
Kaj je kvantni računalnik?
O računalnikkvantna je stroj, ki je lahko načrtovanozarešititežavelogično, kot to počnejo današnji elektronski računalniki. Medtem ko naši računalniki uporabljajo električni tok, ki teče skozi tranzistorji za posnemanje bitov 1 in 0 kvantni računalniki to počnejo na podlagi kvantnih meritev, kot npr ravni energije grozda atomov, smeri polarizacija fotonov itd.
Kako deluje kvantno računalništvo?
Kvantno računanje temelji na razvoju logičnih algoritmov, ki jih lahko izvaja drugačen tip računalnika kot običajni računalnik. Kvantni računalniki so izjemno zapleteni stroji in je odvisno od a toplotna bilanca preveč občutljivo. Večina teh računalnikov lahko deluje le pri zelo nizkih temperaturah, zato jih s pomočjo ohladijo na približno -272 ° C dušik ali tekoči helij.
To je zato, ker bitovkvantna(tudi poklican qubits) ves čas morajo biti v "nastavitvah" (tehnično pravimo, da morajo biti v fazi) in vsa nenadna temperaturna nihanja lahko "premešaj jih".
Klasično računalništvo poteka prek vezij, ki registrirajo in nadzorujejo prehod električnega toka. Grobo rečeno, ko prehod iz električni tok, računalnik te podatke zapiše v obliki bitov, ki so lahko 0 ali 1. Vsa opravila, ki jih izvajajo računalniki, delujejo z manipulacijo teh bitov.
V kvantnih računalnikih pa se informacije dobivajo iz drugih stvari, kot je smer smeri vrtenje atoma, polarizacija fotona, energijske ravni grozda atomov itd. Kljub temu, da se med seboj razlikujejo, imata ena skupna značilnost: urejajo zakoni Republike Slovenije kvantna fizika.
Da bi razvili globlje razumevanje kvantnih računalnikov, moramo poznati nekaj čudnosti kvantne mehanike, kajne?
Glej tudi:Heisenbergovo načelo negotovosti - eno najbolj radovednih načel v fiziki
Računalništvo in kvantna mehanika
Ob zakoni obnašanje kvantnih bitov se popolnoma razlikujejo od klasične fizike.
Glede na klasična fizika, preden odprete škatlo s svetilko, se pričakujeta le dva rezultata: lučka bo vklopljena ali izklopljena. Vendar v skladu z zakoni kvantne mehanike stanja žarnice ni mogoče potrditi, ne da bi jo neposredno opazovali.
Če predpostavimo, da je zadevna svetilka kvantni objekt, je stanje svetilke, preden odpremo škatlo, a kombinacija vseh možnosti. V trenutku, ko bi se škatla odprla, bi vse kombinacije stanj izginile in svetilka bi prevzela le eno od možnih konfiguracij: vklop ali izklop. Kot da bi nevednost o tem, kaj je v škatli, bi svetilko prižgalo in ugasnilo hkrati, toda kaj naredi naravo, da izbere eno od držav? Ne vemo.
Ta značilnost kvantne mehanike omogoča, da kubiti pred opazovanjem prevzamejo vsa možna stanja. V praksi, qubits upoštevajo rezultat operacije, še preden je bila Dokončano, kot da bi lahko poznali rezultat igre glav ali repov, ko je bil kovanec še v zraku.
Možnosti kvantnega računalništva ponujajo a velik računski dobiček, ker je vsak qubit enakovreden 2 klasičnim bitoma, je torej kvantni računalnik, ki deluje s 64 biti, enakovreden klasičnemu računalniku, opremljenemu z 264 bitov (približno 1.8.1019 bitov). Številke samo potrjujejo, da je kvantno računanje a velika stava za prihodnost.
Poglejtudi:Na 7 vprašanj fizika ni mogla odgovoriti
Kvantno računanje danes
V zadnjih letih je tehnološki napredek omogočil ustvarjanje prvega procesorjikvantna delujoč. Od takrat se napredek pri gradnji kvantnih čipov dogaja pospešeno, deloma tudi zaradi velikega komercialnega zanimanja industrije. varnost,kriptovalute,banke,univerze in drugi.
Velika računalniška podjetja, kot so Google in IBM, so proizvedli vedno močnejše kvantne računalnike. Zadnja izdaja je Googlov kvantni računalnik, ki ima "le" 53 kubitov. Ta računalnik je v nekaj minutah lahko izračunal, da bi najhitrejši računalnik na svetu deloval v vsaj 10.000 letih.
Avtor Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-computacao-quantica.htm