TÉMATA

Jak funguje kvantový počítač a k čemu slouží

Jak funguje kvantový počítač a k čemu slouží

Tu a tam se to slovo dostává na titulky kvantový počítač e, trochu jako to, co se týká dobývání a průzkumu vesmíru, čteme o novém předjíždění a objevech. Pokud nejste z terénu, můžete mít pocit, že jste vyloučeni, a pokud si je alespoň můžeme představit o planetách a vesmírných raketách, dokážeme si je představit, v případě počítačů a jejich vnitřních mechanismů ani fantazie a nějaké umělecké znázornění může nám pomoci.

Pochopte však jak funguje kvantový počítač je to něco, co každý z nás může udělat, alespoň základním způsobem, aby pochopil význam nových objevů a pokroku projektu a nadchl se pro něj, stejně jako při pohledu na vítězný vesmírný podnik. V soutěži o vytvoření ckvantové počítače větší a rychlejší společnosti se střetávají stále více než země, ale existuje mnoho zájmů, které bychom při analýze ztratili, to není bod, který chceme prohloubit.

Jak funguje kvantový počítač

Poslední zprávy hovoří o vítězství Google nad IBM, které tato společnost popírá. Vsadím se, že se v určité době můžeme velmi dobře ocitnout ve čtení opaku, takže nebudeme pronásledovat novinky a zaměřit se na protagonistu. Na základně provoz počítače tohoto typu existují principy fyziky a zejména kvantové mechaniky. To, co jsme v průběhu let objevili o povaze částic, používáme k lepšímu zpracování neustále se zvyšujícího množství dat, které shromažďujeme a které chceme, aby náš počítač fungoval.

Základní jednotkou je qubit, je nový, je odlišný, je efektivnější, protože nám umožňuje provádět výpočty současně díky superpozici kvantových stavů. To znamená, že pokud jsme předtím měli bity s hodnotami 1 nebo 0 a žádnou jinou alternativu, byli jsme nuceni k určitému typu logiky, která byla založena na této dualitě.

Dnes však s qubits již nemáme pouze hodnoty 0 a 1, ale mnoho dalších, které jsou kvantové stavy že částice může předpokládat současně s různými pravděpodobnostmi. Je to jako přechod od černobílé kresby k barevné s obrovskou škálou odstínů. S touto metaforou, nedokonalou, ale působivou, můžeme pokračovat konstatováním, že je třeba napsat novou počítačovou vědu, která využívá a bere v úvahu všechny tyto stavy. Nové zákony, nové logiky, vyšší výkon a rychlost. Existují další speciální vlastnosti těchto nových bitů, které nazýváme qubits. Tyto různé kvantové stavy se mohou navzájem ovlivňovat, a co je důležitější, mohou se prolínat, což vede k jednomu korelace. Tyto vlastnosti jsou trochu záhadnější vysvětlit, ale pamatujme na ně jejich překladem s tím, že vytvářejí ještě více prostoru pro „hraní“ počítačových odborníků.

K čemu je kvantový počítač

Než začneme snít, hned si něco vyjasníme kvantový počítač na našem stole za pár let. Není to jako nový model smartphonu, který dorazí několik měsíců po jeho oznámení. Ne, tady musíme dlouho čekat a zatím máme projekce, předpovědi a velmi vysokou spotřebu prostoru a energie, které by nám rozhodně nedovolily mít každý v rukou svůj vlastní kvantový počítač.

Výpočty a přepracování s takovým strojem lze provádět v dobách, které nejsou absolutně srovnatelné s těmi, na které jsme zvyklí myslet. Díky vlastnostem našich qubits, tj kvantové počítače jsou schopni zpracovat - současně prostřednictvím paralelních výpočtů - více řešení jednoho problému. Dnes můžeme mít několik řešení, ale musíme počítat jedno po druhém.

Když už jsme to řekli, včetně toho, že máme v rukou mimořádný stroj, při pohledu na náš každodenní život si člověk říká: „co na Zemi musíme počítat tak obrovsky?“ Zde je několik příkladů, díky nimž pochopíme, jak může tento počítač vylepšit náš život, i když nebude na stole, a to i ve velmi konkrétních a každodenních aspektech. Díky velkému výpočetnímu výkonu, který mají, mohou dramaticky změnit pole kybernetická bezpečnost prostřednictvím kryptografie, a také toho, co bylo hodně konzultováno a diskutováno předpověď počasí. I ve velmi široké oblasti výzkumu může pomoci další výbava ve výpočtech, například ti, kteří hledají a vyrábějí nové materiály.

Příklad aplikace tohoto počítače souvisí s kybernetická bezpečnost a kryptografie související s komunikací. S přílivem dat, které dnes odesíláme a přijímáme, je velmi obtížné zjistit, zda někdo část ukradne, zkopíruje nebo poškodí. Přesto je velmi důležité vědět a zabránit tomu, aby se to stalo. Díky kvantové kryptografii je možné pochopit, zda byla část informací zachycena nebo zkopírována. Vlastnosti světla se používají k zajištění bezpečnost přenosu informací, protože tím, že je využijeme brilantním způsobem, který je zde v kostce obtížně vysvětlen, získáme schopnost upozornit na jakékoli porušení v reálném čase.

Jak funguje kvantový počítač a proč je choulostivý

Z dravosti, s níž se velká jména snaží dosáhnout kvantové počítače stále více předvádění lze odhadnout, že to není vůbec triviální podnik. Zabere to spoustu času a peněz a někdy to nestačí, potřebujete brilantní intuici. Dnes stroje, o kterých víme, že máme, jsou ještě daleko od toho, aby přinesly naší společnosti významné výhody, ale pracujeme na nich. Asi deset let a možná něco uvidíme.

I když jsou velmi silné, jsou také extrémně jemné, a magnetické pole malý je může rušit. Musí být také vše, co je připojeno k počítači přepracován, s obrovskými náklady. Určitě nemůžeme používat přesně stejný software jako vždy, potřebujeme úplně jiné nové, které stále příliš málo umí navrhovat.


Video: Jak funguje a k čemu slouží převodovka??? (Leden 2022).