Hva er en kvantedatamaskin?

En kvantedatamaskin er hvilken som helst enhet som utnytter kvantemekaniske fenomener for å kjøre algoritmer.Fordi kvantedatamaskiner har grunnleggende forskjellige beregningsegenskaper enn konvensjonelle datamaskiner, blir data som holdes i kvantedatamaskiner referert til som qubits i stedet for biter.I konvensjonelle datamaskiner er data representert med mikroskopiske spor på en harddisk.I en kvantedatamaskin er data representert av kvanteegenskapene til et gitt molekyl eller sett med molekyler.

I stedet for å utføre beregninger ved å hente data fra en harddisk og behandle den ved hjelp av en integrert krets fylt med logiske porter, kvantedatamaskiner prosessdataVed å bombardere det informasjonsholdige molekylet med korte strålingspulser.Hver bombardementsyklus representerer en algoritmisk operasjon på dataene som finnes i molekylet.Når algoritmen avsluttes, måles kvantetilstanden til molekylet, en prosess som i seg selv skjevheter sluttresultatet.Dette skyldes den grunnleggende usikre karakteren av kvantemekanikk.

For å omgå denne vanskeligheten, kjøres kvanteberegningsalgoritmer flere ganger, og det vektede gjennomsnittet av utgangen asymptotisk nærmer seg riktig svar.Fordi kvantemekaniske fenomener iboende er sannsynlige snarere enn deterministisk, er et veldefinert svar på første forsøk ikke mulig.

Kvantedatamaskiner har visse evner klassiske datamaskiner mangler.Kvanteberegning tillater rask faktorisering av stort antall (en eksplisitt trussel mot konvensjonelle kryptografiske teknikker), jo mer nøyaktig simulering av kvantefenomener og veldig effektivt databasesøk.

For ethvert søkeområde med størrelse N noder, der hver node representerer en mulig løsning på et problem, er det bare en mulig løsning, og hver node må sjekkes individuelt for egenskaper som tilsvarer en riktig løsning, Quantum Computing tilbyrEn fantastisk speedup.I konvensjonelle datamaskiner er den gjennomsnittlige søketiden hvor lang tid det tar å sjekke hver node ganger antall noder ( n ) delt på to (det er sannsynlig at løsningen vil bli funnet omtrent halvveis i søket).I kvantedatamaskiner er den gjennomsnittlige søketiden hvor lang tid det tar å sjekke hver node ganger kvadratroten til n .Dette gir en enorm fordel som bare blir mer imponerende når vi vurderer større problemer.

Det er foreløpig ikke mulig å tenke seg alle anvendelsene av modne kvantedatamaskiner.Det største antallet qubits som noen gang