V posledních desetiletích se počítače velmi rychle rozvíjely. Ve skutečnosti, na paměti jedné generace, šli z objemné trubky, zabírají obrovské místnosti na miniaturní tablety. Paměť a rychlost rychle rostly. Ale přišel čas, kdy se objevily úkoly, které byly mimo moc dokonce moderních superpočítačů.
Co je to kvantový počítač?
Vznik nových úkolů, které jsou mimo kontrolu běžných počítačů, nucen hledat nové příležitosti. A jako alternativa ke konvenčním počítačům se objevilo kvantum. Kvantový počítač je počítačová technika, základem akce, která je založena na prvcích kvantové mechaniky. Hlavní ustanovení kvantové mechaniky byla formulována na počátku minulého století. Jeho vzhled umožnil vyřešit mnoho problémů fyziky, které nenalezly řešení v klasické fyzice.
Ačkoli teorie kvant se již počítá s druhým stoletím, zůstává to pochopitelné jen pro úzký okruh odborníků. Ale existují skutečné výsledky kvantové mechaniky, na které jsme již zvyklí - laserová technologie, tomografie. A na konci minulého století byla teorie kvantového výpočtu vytvořena sovětským fyzikem Yu Maninem. O pět let později David Deutsch představil myšlenku kvantového stroje.
Existuje kvantový počítač?
Ale ztělesnění myšlenek nebylo tak jednoduché. Pravidelně dochází k hlášení, že byl vytvořen jiný kvantový počítač. Vývoj těchto počítačových technologií zpracovávají obři v oblasti informačních technologií:
- D-Wave je společnost z Kanady, která jako první zahájila výrobu operačních kvantových počítačů. Nicméně odborníci diskutují o tom, zda jsou tyto počítače skutečně kvantovými počítači a jaké výhody jim dávají.
- IBM - vytvořil kvantový počítač a otevřel jej uživatelům internetu pro experimenty s kvantovými algoritmy. Do roku 2025 chce společnost vytvořit model, který dokáže vyřešit již praktické problémy.
- Společnost Google oznámila v letošním roce vydání počítače, který dokáže prokázat nadřazenost kvantových počítačů v běžných počítačích.
- V květnu 2017 čínští vědci v Šanghaji uvedli, že byl vytvořen nejmocnější kvantový počítač na světě, který překonává analogy ve frekvenci zpracování signálu o 24krát.
- V červenci 2017 na konferenci o kvantových technologiích v Moskvě bylo oznámeno, že byl vytvořen 51 kvantový kvantový počítač.
Jaký je rozdíl mezi kvantovým počítačem a běžným počítačem?
Základní rozdíl v kvantovém počítači v přístupu k výpočtovému procesu.
- V běžném procesoru jsou všechny výpočty založeny na bitech, které existují ve dvou stavech 1 nebo 0. To znamená, že veškerá práce je omezena na analýzu obrovského množství dat pro splnění stanovených podmínek. Kvantový počítač je založen na qubits (kvantové bity). Jejich vlastností je schopnost být ve stavu 1, 0, a současně 1 a 0.
- Možnosti kvantového počítače jsou výrazně zvýšeny, protože není třeba hledat správnou odpověď mezi sadou. V tomto případě je odpověď zvolena z již dostupných variant s jistou pravděpodobností korespondence.
Co je kvantový počítač?
Princip kvantového počítače založený na výběru řešení s dostatečnou pravděpodobností a schopnost najít takové řešení mnohem rychleji než moderní počítače určuje účel jeho použití. Za prvé, vznik tohoto druhu počítačové technologie znepokojuje kryptografy. To je způsobeno schopností kvantového počítače snadno vypočítat hesla. Takže nejmocnější kvantový počítač, vytvořený rusko-americkými vědci, je schopen získat klíče k existujícím šifrovacím systémům.
Existují také užitečnější úkoly pro kvantové počítače, jsou spojeny s chováním elementárních částic, genetiky, zdravotnictví, finančních trhů, ochrany sítí před viry, umělé inteligence a mnoha dalších, které běžné počítače nemohou vyřešit.
Jak je uspořádán kvantový počítač?
Konstrukce kvantového počítače je založená na použití qubits. Jako fyzický výkon aktuálně používaných qubits:
- kroužky supravodičů s propojkami, s vícesměrným proudem;
- jednotlivé atomy, pod vlivem laserových paprsků;
- ionty;
- fotony;
- jsou vyvíjeny varianty využití nanokrystalů polovodičů.
Kvantový počítač - princip činnosti
Pokud existuje jistota s klasickým počítačem v práci, je těžké odpovědět na otázku, jak funguje kvantový počítač. Popis činnosti kvantového počítače je založen na dvou nesrozumitelných frázích:
- princip superpozice je otázkou kvaBitů, které mohou být současně v polohách 1 a 0. To umožňuje provádět několik výpočtů současně, než třídit možnosti, což dává velký časový zisk;
- kvantové zapletení je fenomén, který si všiml A. Einstein, který je propojením dvou částic. Jednoduše řečeno, jestliže jedna z částic má pozitivní helicitu, pak druhá okamžitě bere pozitivní helicity. Tento vztah nastává bez ohledu na vzdálenost.
Kdo vynalezl kvantový počítač?
Základ kvantové mechaniky byl vysvětlen na počátku minulého století jako hypotéza. Jeho vývoj je spojen s takovými skvělými fyziky jako Max Planck, A. Einstein, Paul Dirac. V roce 1980 Antonov navrhl myšlenku možnosti kvantového výpočtu. A o rok později Richard Feyneman teoreticky modeloval první kvantový počítač.
Nyní vytváření kvantových počítačů ve fázi vývoje a dokonce obtížné si představit, co může udělat kvantový počítač. Je však zcela jasné, že zvládnutí tohoto směru přinese lidem mnoho nových objevů ve všech vědních oborech, dovolí nám se podívat do mikro a makro světa, dozvědět se více o povaze mysli a genetice.