О. рачунарквантни је програмирљив уређај способан за извођење прорачунии алгоритми кроз манипулацију и читање информација ускладиштених у квантним системима, као што су атома, молекули, протони, електрони и фотони. У овој врсти рачунара, битоваквантни, који по својој природи ову врсту рачунара чине способном за извршавање задатака за шта би електронским рачунарима требале хиљаде или чак милиони година.
читативише:Шта су црне рупе и како функционишу?
Како функционише квантни рачунар?
ти рачунариквантни се потпуно разликују од обичних рачунара који се заснивају на пролазу електрична струја кроз мале уређаје полупроводници, позвао транзистори. Ова нова врста рачунара може да ради из најразличитијих квантних система, међутим, најпопуларнијих примена Прочитајте завртети, квантно својство присутно у честицама као што су протони, фотони и електрони.
Логика квантног рачунара се такође мало разликује од онога што се користи у рачунарима класика, који делују кроз логичке реченице чији су могући резултати само бројеви 0 и 1.
Разлика између електронског и квантног рачунара је у томе што природапробабилистички даје квантна физика, пре него што прочитамо малоквантни, његов статус може бити не само 0 или 1, већ и раскрсница између ових држава. Као да су у квантним рачунарима одговори попут да, не и оба прихваћени истовремено. Ако желите да боље разумете вероватноће квантног света, посетите наш текст на Хајзенбергов принцип неизвесности.
![Квантни процесор од 53 кубита, који је Гоогле развио 2019. [1]](/f/b2e772f0a0a83a15588e82ba83f1d8e9.jpg)
Чудно својство које квантне рачунаре чини тако посебним назива се колапсдајезанимањеуталас. Сви квантни системи су у потпуности описани одговарајућом таласном функцијом, али пре него што погледамо квантни систем, тражимо неки од његових физичка величина који се могу мерити (маса, електрични набој, магнетно поље, на пример), таласна функција може подржати више од једне вредности за сваку од ових величина и постоје вероватноће да ће свака од ових вредности бити измерена.
Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)
Можда се питате - која је предност незнања унапред могућих вредности квантне мере? Одговор је: на пример, пре било каквих прорачуна, природа квантних битова осигурала је да је тачан одговор међу могућностима. Другим речима, можемо рећи да је рачунар то већ имао сматрали многим резултатима, чак и пре него што добијете одговор на израчунавање. Ово чини времерачунски који се троши и на решавање сложених проблема драстично смањена.
Гледајтакође: Неки од најважнијих физичара у историји и њихова открића
Квантне рачунарске могућности
Али на крају крајева, шта бисмо могли да урадимо са квантним рачунаром? Врло могуће, квантни рачунари неће се користити у тривијалне сврхе попут претраживања интернета или гледања видео записа, јер су у ове сврхе електронски рачунари прилично ефикасни, поред тога што су много јефтинији од квантних рачунара.
Међутим, када говоримо о прорачуникомплекси, попут оних који укључују криптографијаулозинкебанке, употреба квантних рачунара ће бити од велике помоћи. Ако будемо у могућности да квантне рачунаре направимо у потпуности функционалним уређајима, моћи ћемо симулирати ствари за које никада нисмо мислили да су могуће, попут климатске динамике Земље, формирања галаксија, симулација живих система и многих других могућности.
Погледајте такође: Какво је било Ајнштајново учешће у пројекту који је створио атомску бомбу?
Кубитс - квантни битови
Квантни битови се често називају кубити (квантни битови). Ови кубити представљају огроман скок од битова које користе електронски рачунари: они могу истовремено имати стања 0 и 1. У пракси је то као да је капацитет квантног рачунара експоненцијалан у односу на број битова: 1-битни квантни рачунар је еквивалент класичном 2-битном електронском рачунару, а 2-битни квантни рачунар еквивалент 4-битном рачунару електроника. Погледајте испод табелу која повезује капацитет квантних битова са њиховом кореспонденцијом са класичним битовима:
Количина квантних битова |
Класично подударање битова |
1 кубит |
2 бита |
2 кубита |
4 бита |
10 кубита |
1024 бита |
20 кубита |
1048576 бита |
64 кубита |
1,84.1019 битова |
512 кубита |
1,34.10154 битова |
Гледајтакође: Најважнија имена и највећа открића у модерној физици
2019 Куантум Процессор
Недавно су Гоогле истраживачи тврдили да су достигли „квантна надмоћ“, јер су за 200 секунди могли да изврше прорачун који је најнапреднији рачунар на свету, Самит, од ИБМ-а, требало би око 10.000 година. У експерименту који су спровели истраживачи кориштено је 53 кубита, што одговара око 1016 класични битови, да би квантни процесор у потпуности функционисао, рачунар је био на врло ниским температурама, око 20 мК (0,02 К).
Резултати добијени експериментом сугеришу да концепт иза машинауТуринг, што је теоретски универзално и способно да симулира било који рачунски модел, могло би бити погрешно. То је зато што класични рачунари, засновани на Тјуринговом теоријском скупу, нису у могућности да изврше задатке које изводи квантни процесор, бар не истом брзином нити истом прецизност.
Кредит за слику
[1] природа
Написао Рафаел Хеллерброцк
Наставник физике
