Ako sa líši kvantový počítač od bežného stolového počítača, ktorý máme doma?
Kvantový počítač hravo prekoná aj tie najvýkonnejšie počítače sveta, no musí fungovať vo veľmi špecifických podmienkach.
Kvantové počítače sú zariadenia ktoré na svoje výpočty a ukladanie dát využívajú vlastnosti fyziky. Tieto počítače sú vhodné na špecifické úkony, v ktorých dokážu prekonať aj tie najvýkonnejšie superpočítače. Lenže ako sa líšia od zariadení, ktoré máme doma? Tejto téme sa venuje portál Science Focus.
Počítače, ktoré bežne nájdeme doma pracujú s elektrinou, ktorá prúdi v čipoch, vyrobených z kremíku. Bežné počítače pracujú v binárnej sústave, ktorá sa skladá z jednotiek a núl. Drobné množstvo elektrickej energie, ktorá prejde obvodom znamená jednotku a ak sa elektrický prúd v obvode nenachádza, znamená to nulu. Kvantový počítač ale funguje na úplne odlišnom princípe.
Kvantové počítače totiž pracujú s jednotkou kvantovej informácie, ktorá sa nazýva kvantový bit, alebo skrátene qubit. Názov je odvodený od bitu, od jednotky, ktorá sa používa v tradičných počítačoch. Bit môže nadobudnúť len jednu z dvoch hodnôt, ktorá je v binárnej sústave buď jedna, alebo nula. Qubit na druhú stranu pracuje s kvantovým systémom, ktorý môže fungovať v oboch hodnotách súčasne.
Kvantový svet
Kvantové vlastnosti drobných častíc fungujú naozaj zvláštne. Napríklad elektrón môže byť hore, alebo dole súčasne. To sa nazýva kvantová superpozícia a v prípade kvantového počítača to znamená, že jednotka informácie, qubit, existuje v oboch stavoch súčasne. Qubit funguje v oboch stavoch naraz, až dokým sa neobjaví externá sila, ktorá spôsobí, že sa z neurčitého stavu stane jasne určený stav. Externá sila v tomto prípade môže znamenať hocijakú vibráciu, či iné narušenie, ktoré spôsobí kolaps a z Qubitu v superpozícii sa stane Qubit v určenej pozícii.
Vedci sa však tomu snažia zabrániť. Ich cieľom je uchovať krehký stav kvantovej superpozície pomocou vákuových komôr a „chladničiek“ ktoré sú chladnejšie než vesmír. Fungovanie kvantových počítačov je ale zložitejšie. Existuje totiž jav, ktorý sa nazýva kvantové previazanie. Ak existujú dve previazané častice, ktorých spin (pozn. redakcie: jedna z vlastností elementárnych častíc) je nula a jedna z častíc sa presunie z neurčitej superpozície na určitú, zmeny sa prejavia aj na druhej častici bez ohľadu na to, kde sa nachádza.
Neprehliadnite
Ak sa vedcom podarí qubity kvantovo previazať, dokážu zastupovať obrovské množstvo číselných kombinácií, prakticky v jednu dobu. Kvantový počítač Sycamore, vlastnený spoločnosťou Google, mal 53 qubitov, čo znamenalo, že mohol reprezentovať viac ako 10-kvadriliónov číselných kombinácií súčasne. V praxi to znamená, že kvantový počítač dokáže vykonať výpočet, ktorý by bežnému počítaču trval 10-tisíc rokov, za 200 sekúnd.
Komentáre