О комп'ютерквантовий це програмований пристрій, здатний виконувати розрахункита алгоритми за допомогою маніпуляцій і зчитування інформації, що зберігається в квантових системах, таких як атоми, молекули, протони, електрони і фотони. У цьому типі комп’ютерів бітиквантовий, які за своєю природою роблять цей тип комп’ютерів здатним виконувати завдання на створення електронних комп’ютерів знадобляться тисячі або навіть мільйони років.
читатибільше:Що таке чорні діри і як вони працюють?
Як працює квантовий комп'ютер?
ти комп’ютериквантовий абсолютно відрізняються від звичайних комп’ютерів, в основі яких лежить проходження електричний струм через невеликі пристрої напівпровідники, зателефонував транзистори. Цей новий тип комп’ютера може працювати з найрізноманітніших квантових систем, однак найпопулярніші реалізації читати обертатися, квантова властивість, присутня в частинках, таких як протони, фотони і електрони.
Логіка квантового комп’ютера також дещо відрізняється від того, що використовується в комп’ютерах класики, які оперують логічними реченнями, можливими результатами яких є лише цифри 0 і 1.
Різниця між електронними та квантовими комп'ютерами полягає в тому, що через природиімовірнісний дає квантова фізика, перш ніж ми прочитаємо бітквантовий, його статус може бути не тільки 0 або 1, але і перехрестя між цими державами. Це ніби в квантових комп’ютерах відповіді на зразок «так», «ні» і обидва були прийняті одночасно. Якщо ви хочете краще зрозуміти ймовірності квантового світу, відвідайте наш текст на Принцип невизначеності Гейзенберга.
![53-кубітовий квантовий процесор, розроблений Google у 2019 році. [1]](/f/b2e772f0a0a83a15588e82ba83f1d8e9.jpg)
Дивна властивість, яка робить квантові комп’ютери такими особливими, називається крахдаєокупаціявхвиля. Всі квантові системи повністю описуються відповідною хвильовою функцією, але перш ніж ми розглянемо квантову систему, шукаємо її частину фізична велич які можна виміряти (наприклад, масу, електричний заряд, магнітне поле), може підтримувати хвильова функція більше одного значення для кожної з цих величин і існує ймовірність того, що кожне з цих значень буде виміряно.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Можливо, ви запитаєте себе - яка перевага не знання заздалегідь можливих значень квантової міри? Відповідь така: наприклад, перед будь-якими обчисленнями природа квантових бітів гарантувала, що серед можливостей була правильна відповідь. Іншими словами, можна сказати, що комп'ютер вже мав розглянуто багато результатів, ще до отримання відповіді на розрахунок. Це робить часобчислювальний що витрачається на вирішення складних проблем різко зменшився.
Дивисьтакож: Деякі з найважливіших фізиків в історії та їх відкриття
Квантові комп’ютерні можливості
Але зрештою, що ми могли зробити з квантовим комп’ютером? Ймовірно, квантові комп'ютери не буде використовуватися в тривіальних цілях як в Інтернеті чи перегляді відео, оскільки для цих цілей електронні комп’ютери досить ефективні, крім того, що набагато дешевші за квантові комп’ютери.
Однак, коли ми говоримо про розрахункикомплекси, на зразок тих, що стосуються криптографіявпаролібанки, використання квантових комп’ютерів буде дуже корисним. Якщо ми зможемо зробити квантові комп’ютери повністю функціональними пристроями, ми зможемо це зробити імітувати речі, які ми ніколи не вважали можливими, такі як динаміка клімату Землі, утворення галактик, моделювання живих систем та багато інших можливостей.
Дивіться також: Якою була участь Ейнштейна в проекті, який породив атомну бомбу?
Qubits - квантові біти
Квантові біти часто називають кубітами (квантовими бітами). Ці кубіти представляють величезний стрибок від бітів, що використовуються електронними комп'ютерами: вони може мати стани 0 і 1 одночасно. На практиці це так, ніби ємність квантового комп'ютера експоненціальна по відношенню до кількості бітів: 1-бітний квантовий комп'ютер еквівалентно класичному 2-розрядному електронному комп’ютеру, а 2-розрядний квантовий комп’ютер еквівалентно 4-розрядному комп’ютеру електроніки. Дивіться нижче таблицю, яка пов'язує ємність квантових бітів з їх відповідністю класичним бітам:
Кількість квантових бітів |
Класичне співпадання бітів |
1 кубіт |
2 біти |
2 кубіти |
4 біти |
10 кубітів |
1024 біт |
20 кубітів |
1048576 біт |
64 кубіта |
1,84.1019 біти |
512 кубітів |
1,34.10154 біти |
Дивисьтакож: Найважливіші імена та найбільші відкриття в сучасній фізиці
2019 квантовий процесор
Нещодавно дослідники Google стверджували, що досягли "квантова зверхність", оскільки вони змогли виконати за 200 секунд розрахунок, який найдосконаліший комп'ютер у світі, Саміт, від IBM, зайняло б близько 10 000 років. В експерименті, проведеному дослідниками, було використано 53 кубіта, що відповідає приблизно 1016 класичні біти, щоб забезпечити повноцінну роботу квантового процесора, комп'ютер підтримувався при дуже низьких температурах, близько 20 мК (0,02 К).
Результати, отримані в результаті експерименту, дозволяють припустити, що концепція, що лежить в основі машинавТьюрінг, те, що теоретично є універсальним і здатним імітувати будь-яку обчислювальну модель, може бути помилковим. Це пояснюється тим, що класичні комп'ютери, засновані на теоретичному наборі Тьюрінга, не здатні виконувати завдання, що виконуються квантовим процесором, принаймні не з однаковою швидкістю і з однаковою швидкістю точність.
Кредит зображення
[1] природи
Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики
