คอมพิวเตอร์ควอนตัมคืออะไร?

คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นอุปกรณ์ใด ๆ ที่ใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์เชิงกลของควอนตัมเพื่อเรียกใช้อัลกอริทึมเนื่องจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีคุณสมบัติการคำนวณที่แตกต่างจากคอมพิวเตอร์ทั่วไปข้อมูลที่เก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมเรียกว่า qubits มากกว่าบิตในข้อมูลคอมพิวเตอร์ทั่วไปแสดงด้วยร่องกล้องจุลทรรศน์บนฮาร์ดดิสก์ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมข้อมูลจะถูกแสดงโดยคุณสมบัติควอนตัมของโมเลกุลที่กำหนดหรือชุดโมเลกุล

แทนที่จะทำการคำนวณโดยการดึงข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์และประมวลผลโดยใช้วงจรรวมที่เต็มไปด้วยประตูลอจิกโดยการทิ้งระเบิดโมเลกุลที่มีข้อมูลด้วยพัลส์ระยะสั้นของรังสีแต่ละรอบการทิ้งระเบิดแสดงถึงการดำเนินการอัลกอริทึมของข้อมูลที่มีอยู่ภายในโมเลกุลเมื่ออัลกอริทึมสิ้นสุดลงสถานะควอนตัมของโมเลกุลจะถูกวัดกระบวนการที่ตัวเองอคติผลลัพธ์สุดท้ายนี่เป็นเพราะลักษณะที่ไม่แน่นอนพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัม

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้อัลกอริทึมการคำนวณควอนตัมจะทำงานหลายครั้งและค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของเอาท์พุท asymptotically เข้าใกล้คำตอบที่ถูกต้องเนื่องจากปรากฏการณ์เชิงกลของควอนตัมนั้นมีความน่าจะเป็นมากกว่าการกำหนดค่าที่กำหนดไว้อย่างดีในการลองครั้งแรกจึงเป็นไปไม่ได้

คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีความสามารถบางอย่างคอมพิวเตอร์คลาสสิกขาดการคำนวณควอนตัมช่วยให้การแยกตัวประกอบจำนวนมากของจำนวนมาก (เป็นภัยคุกคามที่ชัดเจนต่อเทคนิคการเข้ารหัสลับทั่วไป) การจำลองปรากฏการณ์ควอนตัมที่แม่นยำยิ่งขึ้นและการค้นหาฐานข้อมูลที่มีประสิทธิภาพมาก

สำหรับพื้นที่การค้นหาใด ๆ ที่มีขนาด

n โหนดซึ่งแต่ละโหนดแสดงถึงวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้มีเพียงวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวและแต่ละโหนดจะต้องตรวจสอบเป็นรายบุคคลสำหรับคุณสมบัติที่สอดคล้องกับโซลูชันที่ถูกต้องข้อเสนอการคำนวณควอนตัมการเร่งความเร็วที่ยอดเยี่ยมในคอมพิวเตอร์ทั่วไปเวลาในการค้นหาโดยเฉลี่ยคือระยะเวลาที่ใช้ในการตรวจสอบแต่ละโหนดครั้งที่จำนวนโหนด ( n ) หารด้วยสอง (เป็นไปได้ที่จะพบวิธีแก้ปัญหาประมาณครึ่งทางผ่านการค้นหา)ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมเวลาการค้นหาโดยเฉลี่ยคือระยะเวลาที่ใช้ในการตรวจสอบแต่ละโหนดเวลาที่สแควร์รูทของ n สิ่งนี้ทำให้เกิดข้อได้เปรียบอย่างมากซึ่งจะกลายเป็นที่น่าประทับใจมากขึ้นเมื่อเรากำลังพิจารณาปัญหาที่ใหญ่ขึ้น

ยังไม่สามารถเข้าใจการใช้งานทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ครบกำหนดได้จำนวน qubits ที่ใหญ่ที่สุดที่เคยมีอยู่ภายในระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมเดียวคือ 7 เนื่องจากการวิจัยการคำนวณควอนตัมยังคงดำเนินต่อไปอย่างรวดเร็วในหลายล้านดอลลาร์ในการระดมทุนมันจะเป็นเรื่องของเวลาจนกว่าจะมีการพัฒนาที่สำคัญและการใช้งานที่น่าประทับใจ