Vad är en kvantdator?

En kvantdator är alla enheter som utnyttjar kvantmekaniska fenomen för att köra algoritmer.Eftersom kvantdatorer har grundläggande olika beräkningsegenskaper än konventionella datorer, kallas data som hålls i kvantdatorer som qubits snarare än bitar.I konventionella datorer representeras data av mikroskopiska spår på en hårddisk.I en kvantdator representeras data av kvantegenskaperna för en given molekyl eller uppsättning molekyler.

I stället för att utföra beräkningar genom att hämta data från en hårddisk och bearbeta den med en integrerad krets fylld med logikgrindar, bearbetar kvantdatorer data dataGenom att bombardera den informationsinnehållande molekylen med korta strålningspulser.Varje bombardemangscykel representerar en algoritmisk operation på de data som finns i molekylen.När algoritmen avslutas mäts kvanttillståndet för molekylen, en process som själv förspänner slutresultatet.Detta beror på den grundläggande osäkra karaktären hos kvantmekanik.

För att kringgå denna svårighet körs kvantberäkningsalgoritmer flera gånger och det vägda genomsnittet av utgången asymptotiskt närmar sig rätt svar.Eftersom kvantmekaniska fenomen i sig är sannolika sannolikheter snarare än deterministiska, är ett väldefinierat svar vid det första försöket inte möjligt.

Kvantdatorer har vissa kapaciteter som klassiska datorer saknar.Kvantberäkning möjliggör snabb faktorisering av stort antal (ett uttryckligt hot mot konventionella kryptografiska tekniker), den mer exakta simuleringen av kvantfenomen och mycket effektiv databassökning.

För alla sökutrymmen i storlek n noder, där varje nod representerar en möjlig lösning på ett problem, finns det bara en möjlig lösning, och varje nod måste kontrolleras individuellt för egenskaper som motsvarar en korrekt lösning, kvantdatorerbjudanden erbjuder detEn fantastisk speedup.I konventionella datorer är den genomsnittliga söktiden hur lång tid det tar att kontrollera varje nod gånger antalet noder ( n ) dividerat med två (det är troligt att lösningen kommer att hittas ungefär halvvägs genom sökningen).I kvantdatorer är den genomsnittliga söktiden hur lång tid det tar att kontrollera varje nod gånger kvadratroten av n .Detta ger en enorm fördel som bara blir mer imponerande när vi överväger större problem.

Det är ännu inte möjligt att föreställa sig alla tillämpningar av mogna kvantdatorer.Det största antalet qubits som någonsin finns i ett kvantdatorsystem är 7. Eftersom kvantberäkningsforskning fortsätter snabbt på många miljoner dollar i finansiering kommer det bara att vara en tidsfråga tills ett kritiskt genombrott inträffar och imponerande tillämpningar uppfinns.