Apa itu komputer kuantum?

Komputer kuantum adalah perangkat apa pun yang mengeksploitasi fenomena mekanik kuantum untuk menjalankan algoritma.Karena komputer kuantum memiliki sifat komputasi yang berbeda secara mendasar dari komputer konvensional, data yang dipegang di komputer kuantum disebut sebagai qubit daripada BIT.Dalam komputer konvensional, data diwakili oleh alur mikroskopis pada hard disk.Dalam komputer kuantum, data diwakili oleh sifat kuantum dari molekul atau set molekul yang diberikan.

Alih -alih melakukan perhitungan dengan mengambil data dari hard disk dan memprosesnya menggunakan sirkuit terintegrasi yang diisi dengan gerbang logika, komputer kuantum memproses data dataDengan membombardir molekul yang mengandung informasi dengan pulsa pendek radiasi.Setiap siklus pemboman mewakili operasi algoritmik pada data yang terkandung dalam molekul.Ketika algoritma berakhir, keadaan kuantum molekul diukur, suatu proses yang dengan sendirinya bias hasil akhir.Hal ini disebabkan oleh sifat fundamental yang tidak pasti dari mekanika kuantum.

Untuk menghindari kesulitan ini, algoritma komputasi kuantum dijalankan beberapa kali dan rata -rata tertimbang dari output asimtotik mendekati jawaban yang benar.Karena fenomena mekanik kuantum secara inheren probabilistik daripada deterministik, jawaban yang terdefinisi dengan baik pada percobaan pertama tidak dimungkinkan.

Komputer kuantum memiliki kemampuan tertentu yang tidak dimiliki komputer klasik.Komputasi kuantum memungkinkan faktorisasi cepat dari jumlah besar (ancaman eksplisit terhadap teknik kriptografi konvensional), simulasi fenomena kuantum yang lebih akurat, dan pencarian basis data yang sangat efisien.

Untuk setiap ruang pencarian ukuran n node, di mana setiap node mewakili solusi yang mungkin untuk suatu masalah, hanya ada satu solusi yang mungkin, dan setiap node harus diperiksa secara individual untuk properti yang sesuai dengan solusi yang benar, penawaran komputasi kuantum kuantumSpeedup yang fantastis.Di komputer konvensional, waktu pencarian rata -rata adalah lamanya waktu yang dibutuhkan untuk memeriksa setiap node kali jumlah node ( n ) dibagi dua (kemungkinan solusinya akan ditemukan sekitar setengah jalan melalui pencarian).Di komputer kuantum, waktu pencarian rata -rata adalah lamanya waktu yang dibutuhkan untuk memeriksa setiap node kali akar kuadrat n .Ini memberikan keuntungan besar yang hanya menjadi lebih mengesankan ketika kita mempertimbangkan masalah yang lebih besar.

Belum dimungkinkan untuk membayangkan semua aplikasi komputer kuantum yang matang.Jumlah qubit terbesar yang pernah terkandung dalam satu sistem komputasi kuantum adalah 7. Karena penelitian komputasi kuantum berlanjut dengan cepat pada jutaan dolar dalam pendanaan, itu hanya akan menjadi masalah waktu sampai terobosan kritis terjadi dan aplikasi yang mengesankan ditemukan.