Computerele cuantice efectuează calcule bazate pe probabilitatea stării unui obiect înainte de a fi măsurate – în loc de doar 1 sau 0 – ceea ce înseamnă că au potențialul de a prelucra exponențial mai multe date în comparație cu computerele clasice.
Computerele clasice efectuează operații logice folosind poziția definită a unei stări fizice. Acestea sunt de obicei binare, ceea ce înseamnă că operațiile lor se bazează pe una din cele două poziții. O singură stare – cum ar fi pornit sau oprit, sus sau jos, 1 sau 0 – se numește bit.
În calculul cuantic, operațiile utilizează în schimb starea cuantică a unui obiect pentru a produce ceea ce este cunoscut sub numele de qubit. Aceste stări sunt proprietățile nedefinite ale unui obiect înainte de a fi detectate, cum ar fi rotirea unui electron sau polarizarea unui foton.
În loc să aibă o poziție clară, stările cuantice nemăsurate apar într-o „superpoziție” mixtă, spre deosebire de o monedă care se învârte în aer înainte de ateriza în mâna ta.
Aceste superpoziții pot fi înrudite cu cele ale altor obiecte, ceea ce înseamnă că rezultatele lor finale vor fi legate matematic chiar dacă nu știm încă ce sunt.
Matematica complexă din spatele acestor stări nearanjate ale „monedelor care se învârt” poate fi conectată la algoritmi speciali pentru scurta rezolvarea unor probleme, față de care un computer clasic ar avea nevoie de mai mult timp pentru a le rezolva… asta în cazul în care le-ar putea calcula vreodată.
Astfel de algoritmi ar fi utili în rezolvarea problemelor matematice complexe, producând coduri de securitate greu de spart sau prezicând interacțiuni multiple de particule în reacțiile chimice.
Tipuri de calculatoare cuantice
Construirea unui computer cuantic funcțional necesită reținerea unui obiect într-o stare de superpoziție suficient de lungă pentru a efectua diverse procese pe acesta.
Din păcate, odată ce o superpoziție se întâlnește cu materiale care fac parte dintr-un sistem măsurat, își pierde starea de rotire, stare ce este cunoscuta sub numele de decoerență și devine un bit clasic vechi plictisitor.
Dispozitivele trebuie să fie capabile să protejeze stările cuantice de decoerență, făcându-le totuși ușor de citit.
Procese diferite abordează această provocare din unghiuri diferite, fie că este vorba de utilizarea unor procese cuantice mai solide sau de găsirea unei modalități mai bune de a verifica erorile.
Supremația calculului cuantic
Deocamdată, tehnologia clasică poate gestiona orice sarcină alocata unui computer cuantic. Supremația cuantica descrie capacitatea unui computer cuantic de a-și întrece omologii clasici.
Unele companii, cum ar fi IBM și Google, susțin că ar putea fi aproape, întrucât continuă să adune mai mulți qubiti la un loc și să construiască dispozitive mai precise.
Nu toată lumea este convinsă că aceste computere cuantice merită efortul. Unii matematicieni cred că există obstacole care sunt practic imposibil de depășit, punând calculul cuantic imposibil de atins pentru totdeauna.
Timpul va spune cine are dreptate.
Comentarii