Τι είναι ένας κβαντικός υπολογιστής;

Ένας κβαντικός υπολογιστής είναι οποιαδήποτε συσκευή που εκμεταλλεύεται κβαντικά μηχανικά φαινόμενα για να τρέχει αλγόριθμους.Επειδή οι κβαντικοί υπολογιστές έχουν θεμελιωδώς διαφορετικές υπολογιστικές ιδιότητες από τους συμβατικούς υπολογιστές, τα δεδομένα που διατηρούνται στους κβαντικούς υπολογιστές αναφέρονται ως qubits και όχι με bits.Στα συμβατικά δεδομένα υπολογιστών αντιπροσωπεύονται από μικροσκοπικές αυλακώσεις σε σκληρό δίσκο.Σε έναν κβαντικό υπολογιστή, τα δεδομένα αντιπροσωπεύονται από τις κβαντικές ιδιότητες ενός δεδομένου μορίου ή συνόλου μορίων.με το βομβαρδισμό του μορίου που περιέχει πληροφορίες με μικρά παλμούς ακτινοβολίας.Κάθε κύκλος βομβαρδισμού αντιπροσωπεύει μια αλγοριθμική λειτουργία στα δεδομένα που περιέχονται στο μόριο.Όταν ο αλγόριθμος τερματιστεί, μετράται η κβαντική κατάσταση του μορίου, μια διαδικασία που η ίδια μειώνει το τελικό αποτέλεσμα.Αυτό οφείλεται στη θεμελιωδώς αβέβαιη φύση της κβαντικής μηχανικής.

Για να παρακάμψει αυτή τη δυσκολία, οι αλγόριθμοι κβαντικών υπολογιστών εκτελούνται πολλές φορές και ο σταθμισμένος μέσος όρος του ασυμπειγματικά προσεγγίζει τη σωστή απάντηση.Επειδή τα κβαντικά μηχανικά φαινόμενα είναι εγγενώς πιθανοτικά και όχι ντετερμινιστικά, δεν είναι δυνατή μια καλά καθορισμένη απάντηση στην πρώτη προσπάθεια.Η κβαντική πληροφορική επιτρέπει τη γρήγορη παραγοντοποίηση μεγάλων αριθμών (ρητή απειλή για τις συμβατικές κρυπτογραφικές τεχνικές), την ακριβέστερη προσομοίωση των κβαντικών φαινομένων και την πολύ αποτελεσματική αναζήτηση βάσεων δεδομένων.

Για οποιοδήποτε χώρο αναζήτησης μεγέθους

n

κόμβους, όπου κάθε κόμβος αντιπροσωπεύει μια πιθανή λύση σε ένα πρόβλημα, υπάρχει μόνο μία πιθανή λύση και κάθε κόμβος πρέπει να ελέγχεται ξεχωριστά για ιδιότητες που αντιστοιχούν σε μια σωστή λύση, Quantum Computing προσφορέςΜια φανταστική επιτάχυνση.Στους συμβατικούς υπολογιστές, ο μέσος χρόνος αναζήτησης είναι το χρονικό διάστημα που χρειάζεται για να ελέγξετε κάθε κόμβο φορές τον αριθμό των κόμβων (

n

) διαιρούμενο με δύο (πιθανό ότι η λύση θα βρεθεί περίπου στα μισά της αναζήτησης).Στους κβαντικούς υπολογιστές, ο μέσος χρόνος αναζήτησης είναι το χρονικό διάστημα που χρειάζεται για να ελέγξετε κάθε χρόνο κόμβου την τετραγωνική ρίζα του n .Αυτό προσδίδει ένα τεράστιο πλεονέκτημα που γίνεται μόνο πιο εντυπωσιακό όταν εξετάζουμε μεγαλύτερα προβλήματα. Δεν είναι ακόμη δυνατό να συλλάβουμε όλες τις εφαρμογές ώριμων κβαντικών υπολογιστών.Ο μεγαλύτερος αριθμός qubits που περιέχεται ποτέ σε ένα κβαντικό σύστημα υπολογιστών είναι 7. Καθώς η κβαντική υπολογιστική έρευνα συνεχίζεται γρήγορα σε πολλά εκατομμύρια δολάρια σε χρηματοδότηση, θα είναι μόνο θέμα χρόνου έως ότου εμφανιστεί μια κρίσιμη ανακάλυψη και οι εντυπωσιακές εφαρμογές εφευρέθηκαν.