Qu'est-ce qu'un ordinateur quantique?

Un ordinateur quantique est tout appareil qui exploite les phénomènes mécaniques quantiques pour exécuter des algorithmes.Étant donné que les ordinateurs quantiques ont des propriétés de calcul fondamentalement différentes que les ordinateurs conventionnels, les données conservées dans les ordinateurs quantiques sont appelées qubits plutôt que bits.Dans les ordinateurs conventionnels, les données sont représentées par des rainures microscopiques sur un disque dur.Dans un ordinateur quantique, les données sont représentées par les propriétés quantiques d'une molécule ou un ensemble de molécules.en bombardant la molécule contenant des informations avec de courtes impulsions de rayonnement.Chaque cycle de bombardement représente une opération algorithmique sur les données contenues dans la molécule.Lorsque l'algorithme se termine, l'état quantique de la molécule est mesuré, un processus qui biaise lui-même le résultat final.Cela est dû à la nature fondamentalement incertaine de la mécanique quantique.

Pour contourner cette difficulté, les algorithmes informatiques quantiques sont exécutés plusieurs fois et la moyenne pondérée de la sortie approche asymptotiquement la bonne réponse.Parce que les phénomènes mécaniques quantiques sont intrinsèquement probabilistes plutôt que déterministes, une réponse bien définie lors du premier essai n'est pas possible.

Les ordinateurs quantiques possèdent certaines capacités qui manquent les ordinateurs classiques.L'informatique quantique permet la factorisation rapide de grands nombres (une menace explicite pour les techniques cryptographiques conventionnelles), la simulation plus précise des phénomènes quantiques et la recherche de base de données très efficace.

Pour tout espace de recherche de taille

n

nœuds, où chaque nœud représente une solution possible à un problème, il n'y a qu'une seule solution possible, et chaque nœud doit être vérifié individuellement pour les propriétés qui correspondent à une solution correcte, les offres de calcul quantiqueUne accélération fantastique.Dans les ordinateurs conventionnels, le temps de recherche moyen est la durée nécessaire pour vérifier que chaque nœud fois le nombre de nœuds ( n ) divisé par deux (il est probable que la solution se trouve à mi-chemin de la recherche).Dans les ordinateurs quantiques, le temps de recherche moyen est la durée nécessaire pour vérifier chaque nœud fois la racine carrée de n .Cela confère un énorme avantage qui ne devient plus impressionnant que lorsque nous considérons des problèmes plus importants. Il n'est pas encore possible de concevoir toutes les applications des ordinateurs quantiques matures.Le plus grand nombre de qubits jamais contenus dans un système de calcul quantique est 7. Comme la recherche informatique quantique se poursuit rapidement sur plusieurs millions de dollars de financement, ce ne sera qu'une question de temps jusqu'à ce qu'une percée critique se produise et que des applications impressionnantes soient inventées.