Mogućnosti kvantnih računala
Kvantna računala neće zamijeniti klasične računalne strojeve.
- Traženje nestrukturiranih podataka u nizovima jefotografije, video, audio, tekstualne datoteke bez označavanja. Pretraživanje i analiza datoteka u velikom broju povezana je s fragmentacijom formata, jezika, konteksta i drugih parametara. No jasno je da količine svake godine rastu, a to je najvažnija informacija za znanstvenike, trgovce i stručnjake za sigurnost. Pretpostavlja se da će kvantna računala lako izvoditi nekoliko operacija paralelno i brže pretraživati takve baze podataka.
- Optimizacija:tražiti najbolje rješenje, uzimajući u obzir željeni rezultat i ograničenja. To će poboljšati isporuku, pomoći u donošenju odluka na tržištima koja se brzo mijenjaju i bolje upravljati prometnim tokovima.
- Modeliranje kvantnih sustava, uključujućikao što su molekule novih materijala ili lijekovi. Kvantno računalo bilo bi sjajno u rješavanju složenosti i nesigurnosti takvih sustava. To također uključuje modeliranje kemijskih reakcija i fizičkih interakcija.
- Rješavanje matematičkih problema koji su nevjerojatno teškiza klasična računala. Ovo je važna značajka kvantnih računala, koja će otvoriti novu stranicu u kriptografiji - većina uobičajenih sustava šifriranja bit će ranjiva.
Do sada najjači kvantni procesor napravio je IBM, a ima 127 qubita.
Osnove tjelesnog: Osnove
Što će kvantnim računalima omogućiti bolje, brže i učinkovitije rješavanje problema od klasičnih strojeva? Što će osigurati kvantnu nadmoć?
Kvantno računalstvo, kao što naziv implicira,na temelju procesa kvantne fizike. Prema postulatu kvantne fizike, do trenutka mjerenja, elektron (ili druga najmanja čestica, na primjer, foton) nema jednoznačne koordinate, već se istovremeno nalazi na svim točkama orbite. Ovo područje zbroja svih stanja čestice naziva se elektronski oblak. Pojednostavljeno, možemo reći da je ovaj elektronski oblak fizički qubit (q-bit, kvantni bit) – osnovna jedinica informacija u kvantnom računalstvu.
Kubiti igraju istu ulogu u kvantnom računalstvupoput bitova u klasičnom računalstvu. Ali ako su klasični bitovi binarni i mogu biti samo na poziciji 0 ili 1, onda su kubiti u superpoziciji svih mogućih stanja. Stoga kvantno računalo rješava problem ne sekvencijalnim nabrajanjem, već razmatranjem više mogućih opcija odjednom. Naravno, brzina izračuna se radikalno povećava.
Drugo važno svojstvo je isprepletenost.Ovaj fenomen opisuje takvo svojstvo kvantnih čestica, kada se rezultati zajedničkih mjerenja udaljenih čestica pokažu koreliranima, dok su mjerenja čestica odvojeno potpuno slučajna. Što više kubita uspijete zbuniti, stvarajući jedan sustav, to će računalo biti moćnije i složenije zadatke koje možete riješiti.
Kubiti igraju istu ulogu u kvantnom računalstvu kao bitovi u klasičnom računalstvu
Trenutno stanje i problemi
U medijima se stalno pojavljuju informacije o svemunovi napredak u kvantnom računalstvu – primjerice, Google je krajem 2019. glasno najavio postizanje kvantne superiornosti. Ali stvarnost je da do sada kvantna računala rješavaju samo visoko specijalizirane probleme.
Na primjer, algoritam za distribuciju foto izvješća,koji je prikazan u Kini na računalu Jiuzhang. Ovaj problem je jedan od onih koji su predloženi za demonstraciju kvantne superiornosti. A kvantna računala se s takvim zadacima nose puno učinkovitije od superračunala.
Ali dok kvantno računalo izračunava svojstvatvari, ali samo najjednostavnije i najpoznatije. I nema dovoljno snage za stvaranje tvari sa željenim svojstvima ili optimizaciju logističkih tokova. Do sada najjači kvantni procesor napravio je IBM, a ima 127 qubita. A za rješavanje problema spomenutih na početku članka bit će potrebne tisuće kubita. No, ne može se reći da je napredak u području kvantnog računalstva u posljednjih desetak godina golem i da za sada nema vidljivih prepreka za napredak.
Ali problemi svakako postoje.Na primjer, riječ je o stvaranju kvantne memorije koja bi omogućila povratak na rješenje određenog problema i pohranjivanje rezultata izračuna. Pitanja skaliranja sustava, povećanja vremena koherentnosti, ispravljanja pogrešaka - o svemu tome ovisi povećanje računalne snage. Puno je pitanja i u softverskom dijelu, jer da bismo radili s rezultatima izračuna, podatke dobivene kvantnim računalstvom moramo “prevesti” na jezik klasičnih izračuna. A još je ogromno polje za rad.
Superračunalo ne može sve, ali će riješiti hrpu problema
Kada se stvarnost stalno mijenja,Želim postaviti jedno naivno pitanje - može li dovoljno snažno kvantno računalo sve to unaprijed "predvidjeti"? Odgovor: ne, nijedan računalni sustav nema dar predviđanja.
Ali upravo se u tako brzo mijenjasituaciji, kvantno računalo pomoglo bi u izboru optimalne strategije na tržištu, pronašlo bi najbolje logističke mogućnosti, što je posebno dragocjeno u uvjetima kada je situacija na prometnom tržištu nestabilna. Ali do sada ne postoji moćan kvantni stroj koji se može nositi s takvim zadacima ni u jednoj zemlji na svijetu. A u nadolazećim godinama, malo je vjerojatno da će se pojaviti.
Čitaj više:
Znanstvenici su pronašli crnu rupu koja je 50 puta veća od galaksija
Fizičari su pokazali da se voda na niskim temperaturama pretvara u dvije tekućine
Rusija je izumila leguru koja može izdržati energiju termonuklearnog reaktora