As últimas décadas as computadoras desenvolveron moi rápido. De feito, na memoria dunha xeración, pasaron dun tubo voluminoso, ocupando enormes salas para tablets en miniatura. A memoria ea velocidade aumentaron rapidamente. Pero chegou o momento en que apareceron as tarefas que estaban máis aló do poder de computadoras modernas superpoderes.
¿Que é unha computadora cuántica?
A aparición de novas tarefas que están fóra do control das computadoras ordinarias, obrigou a buscar novas oportunidades. E, como alternativa aos computadores convencionais, apareceu o cuántico. Unha computadora cuántica é unha técnica informática, a base da acción, que se basea nos elementos da mecánica cuántica. As principais disposicións da mecánica cuántica foron formuladas a principios do século pasado. A súa aparencia permitiu resolver moitos problemas de física que non atoparon unha solución na física clásica.
Aínda que a teoría do quanta xa conta o segundo século, aínda é comprensible só para un estreito círculo de especialistas. Pero hai resultados reais de mecánica cuántica, aos que xa estamos afeitos: tecnoloxía láser, tomografía. E a finais do século pasado a teoría da computación cuántica foi desenvolvida polo físico soviético Yu. Manin. Cinco anos máis tarde, David Deutsch deu a coñecer a idea dunha máquina cuántica.
¿Hai unha computadora cuántica?
Pero a encarnación das ideas non era tan sinxela. Periódicamente, hai informes de que se creou outra computadora cuántica. O desenvolvemento de tal tecnoloxía informática é traballado por xigantes no campo da tecnoloxía da información:
- D-Wave é unha empresa de Canadá, que foi a primeira en lanzar a produción de ordenadores cuánticos operativos. Non obstante, os especialistas están discutindo se estas computadoras son realmente computadoras cuánticas e cales son as vantaxes que dan.
- IBM - creou unha computadora cuántica e abriuse aos usuarios de Internet para experimentar con algoritmos cuánticos. En 2025 a compañía planea crear un modelo capaz de resolver problemas xa prácticos.
- Google - anunciou o lanzamento deste ano dunha computadora capaz de probar a superioridade das computadoras cuánticas en computadoras convencionais.
- En maio de 2017, os científicos chineses en Shanghai dixeron que a computadora cuántica máis poderosa do mundo foi creada, superando os análogos na frecuencia do procesamento de sinal por 24 veces.
- En xullo de 2017, na Conferencia de Moscú sobre Tecnoloxías Cuánticas, anunciouse que se creou unha computadora cuántica de 51 qubit.
Cal é a diferencia entre unha computadora cuántica e unha computadora ordinaria?
A diferenza fundamental dunha computadora cuántica na aproximación ao proceso de cálculo.
- Nun procesador convencional, todos os cálculos están baseados en bits que existen en dous estados 1 ou 0. É dicir, todo o traballo redúcese a analizar unha gran cantidade de datos para o cumprimento das condicións especificadas. A computadora cuántica está baseada en qubits (bits cuánticos). A súa característica é a capacidade de estar no estado 1, 0, e tamén simultaneamente 1 e 0.
- As capacidades dunha computadora cuántica aumentan significativamente, xa que non hai necesidade de buscar a resposta correcta entre o conxunto. Neste caso, a resposta escóllese das variantes xa dispoñibles cunha certa probabilidade de correspondencia.
¿Que é unha computadora cuántica?
O principio dunha computadora cuántica, baseada na elección dunha solución con probabilidade suficiente ea capacidade de atopar esa solución moitas veces máis rápido que as computadoras modernas, determina o propósito do seu uso. Primeiro de todo, a aparición deste tipo de tecnoloxía informática preocupa aos criptógrafos. Isto é debido á capacidade dunha computadora cuántica para calcular facilmente os contrasinais. Así, a computadora cuántica máis poderosa, creada por científicos rusos-americanos, é capaz de obter claves para os sistemas de cifrado existentes.
Hai tamén tarefas aplicadas máis útiles para computadores cuánticos, están conectadas co comportamento das partículas elementais, a xenética, a asistencia sanitaria, os mercados financeiros, a protección das redes de virus, a intelixencia artificial e moitos outros que as computadoras comúns non poden resolver.
Como se dispón unha computadora cuántica?
A construción dunha computadora cuántica baséase no uso de qubits. Como o desempeño físico dos qubits actualmente usados:
- aneis de superconductores con jumpers, cunha corrente multidireccional;
- átomos individuais, baixo a influencia de raios láser;
- iones;
- fotóns;
- Se están a desenvolver variantes do uso de nanocristales de semicondutores.
Computadora cuántica - o principio de funcionamento
Se hai certeza cunha computadora clásica no traballo, entón a pregunta de como funciona un ordenador cuántico é difícil de responder. A descrición do funcionamento dunha computadora cuántica baséase en dúas frases incomprensibles:
- o principio de superposición é unha cuestión de qubits capaces de estar simultaneamente nas posicións 1 e 0. Isto permite que se realicen varios cálculos simultaneamente, en lugar de clasificar as opcións, o que supón unha gran ganancia no tempo;
- Enangamiento cuántico é un fenómeno observado por A. Einstein, que é a interconexión de dúas partículas. En palabras simples, se unha das partículas ten unha helicidade positiva, entón o segundo toma unha helicidade positiva. Esta relación ocorre independentemente da distancia.
Quen inventou a computadora cuántica?
A base da mecánica cuántica foi exposto a principios do século pasado, como unha hipótese. O seu desenvolvemento está relacionado con físicos tan brillantes como Max Planck, A. Einstein, Paul Dirac. En 1980, Antonov propuxo a idea da posibilidade de computación cuántica. E un ano máis tarde Richard Feyneman en teoría modelou a primeira computadora cuántica.
Agora, a creación de computadores cuánticos na fase de desenvolvemento e ata é difícil imaxinar o que unha computadora cuántica pode facer. Pero é absolutamente claro que dominar esta dirección traerá á xente moitas novidades en todos os ámbitos da ciencia, nos permitirá analizar o mundo micro e macro para aprender máis sobre a natureza da mente, a xenética.