29 janar 2017
Për mua shprehja "kompjuter kuantik" është e krahasueshme, p.sh., me "motor foton", domethënë është diçka shumë komplekse dhe fantastike. Megjithatë, po lexoj tani në lajme - "një kompjuter kuantik i shitet kujtdo që e dëshiron". Është e çuditshme, ose kjo shprehje tani do të thotë diçka tjetër, apo është thjesht e rreme?
Le të hedhim një vështrim më të afërt ...
SI FILLOI GJITHA?
Vetëm nga mesi i viteve 1990, teoria e kompjuterëve kuantikë dhe informatikës kuantike u vendos si një fushë e re e shkencës. Siç ndodh shpesh me idetë e shkëlqyera, është e vështirë të veçosh një pionier. Me sa duket, matematikani hungarez I. von Neumann ishte i pari që tërhoqi vëmendjen për mundësinë e zhvillimit të logjikës kuantike. Megjithatë, në atë kohë, jo vetëm kompjuterët kuantikë, por edhe të zakonshëm, klasikë nuk ishin krijuar ende. Dhe me ardhjen e kësaj të fundit, përpjekjet kryesore të shkencëtarëve doli të drejtoheshin kryesisht në kërkimin dhe zhvillimin e elementeve të rinj për ta (tranzistorë, dhe më pas qarqet e integruara), dhe jo në krijimin e pajisjeve thelbësisht të ndryshme llogaritëse.
Në vitet 1960, fizikani amerikan R. Landauer, i cili punonte në IBM Corporation, u përpoq të tërhiqte vëmendjen e botës shkencore për faktin se llogaritjet janë gjithmonë një lloj procesi fizik, që do të thotë se është e pamundur të kuptohen kufijtë e aftësitë tona kompjuterike pa specifikuar se çfarë zbatimi fizik janë. Fatkeqësisht, në atë kohë, mendimi mbizotërues midis shkencëtarëve ishte se llogaritja ishte një procedurë logjike abstrakte që duhet të studiohej nga matematikanët, jo nga fizikanët.
Ndërsa kompjuterët u shumuan, shkencëtarët e përfshirë në objektet kuantike arritën në përfundimin se ishte praktikisht e pamundur të llogaritet drejtpërdrejt gjendja e një sistemi në zhvillim të përbërë nga vetëm disa dhjetëra grimca ndërvepruese, të tilla si një molekulë metani (CH4). Kjo shpjegohet me faktin se për një përshkrim të plotë të një sistemi kompleks, është e nevojshme të ruhet në kujtesën e kompjuterit një numër i madh (përsa i përket numrit të grimcave) variablash, të ashtuquajturat amplituda kuantike. U krijua një situatë paradoksale: duke ditur ekuacionin e evolucionit, duke ditur me saktësi të mjaftueshme të gjitha potencialet e ndërveprimit të grimcave me njëra-tjetrën dhe gjendjen fillestare të sistemit, është praktikisht e pamundur të llogaritet e ardhmja e tij, edhe nëse sistemi përbëhet vetëm nga 30 elektrone në një pus potencial, dhe një superkompjuter me RAM është i disponueshëm, numri i biteve të të cilit është i barabartë me numrin e atomeve në rajonin e dukshëm të Universit(!). Dhe në të njëjtën kohë, për të studiuar dinamikën e një sistemi të tillë, thjesht mund të vendosni një eksperiment me 30 elektrone, duke i vendosur ato në një potencial të caktuar dhe gjendje fillestare. Në veçanti, matematikani rus Yu. I. Manin tërhoqi vëmendjen për këtë, duke vënë në dukje në 1980 nevojën për të zhvilluar një teori të pajisjeve kompjuterike kuantike. Në vitet 1980, i njëjti problem u studiua nga fizikani amerikan P. Benev, i cili tregoi qartë se një sistem kuantik mund të kryejë llogaritjet, si dhe shkencëtari anglez D. Deutsch, i cili teorikisht zhvilloi një kompjuter kuantik universal që tejkalon homologun e tij klasik. .
R. Feynman, fitues i çmimit Nobel në fizikë, tërhoqi shumë vëmendjen ndaj problemit të zhvillimit të kompjuterëve kuantikë. Falë apelit të tij autoritar, numri i specialistëve që i kushtuan vëmendje llogaritjes kuantike është rritur shumëfish.
Baza e algoritmit të Shor: aftësia e kubit për të ruajtur vlera të shumta në të njëjtën kohë)
E megjithatë, për një kohë të gjatë mbeti e paqartë nëse fuqia hipotetike llogaritëse e një kompjuteri kuantik mund të përdoret për të shpejtuar zgjidhjen e problemeve praktike. Por në vitin 1994, P. Shor, një matematikan amerikan në Lucent Technologies (SHBA), mahniti botën shkencore duke propozuar një algoritëm kuantik që lejon faktorizimin e shpejtë të numrave të mëdhenj (rëndësia e këtij problemi tashmë është diskutuar në hyrje). Krahasuar me metodën më të mirë klasike të njohur sot, algoritmi kuantik i Shor jep një përshpejtim të shumëfishtë të llogaritjeve dhe sa më i gjatë të jetë numri i faktorizueshëm, aq më i madh është fitimi në shpejtësi. Algoritmi i faktorizimit të shpejtë është me interes të madh praktik për shërbime të ndryshme speciale që kanë grumbulluar banka mesazhesh të padekriptuara.
Në vitin 1996, kolegu i Shor në Lucent Technologies, L. Grover, propozoi një algoritëm kërkimi të shpejtë kuantik në një bazë të dhënash të parregulluar. (Një shembull i një databaze të tillë është një libër telefonik, në të cilin emrat e abonentëve nuk janë renditur sipas alfabetit, por arbitrarisht.) Detyra e gjetjes, zgjedhjes së elementit optimal midis opsioneve të shumta është shumë e zakonshme në detyrat ekonomike, ushtarake, inxhinierike, në lojërat kompjuterike. Algoritmi i Grover lejon jo vetëm përshpejtimin e procesit të kërkimit, por edhe përafërsisht dyfishimin e numrit të parametrave të marrë parasysh kur zgjedh opsionin optimal.
Krijimi i vërtetë i kompjuterëve kuantikë u pengua, në thelb, nga i vetmi problem serioz - gabimet ose ndërhyrjet. Fakti është se i njëjti nivel i ndërhyrjes prish procesin e llogaritjes kuantike shumë më intensivisht sesa ato klasike.
Me fjalë të thjeshta, atëherë: një sistem kuantik jep një rezultat që është i saktë vetëm me njëfarë probabiliteti. Me fjalë të tjera, nëse llogaritni 2+2, atëherë 4 do të dalë vetëm me një shkallë saktësie. Ju kurrë nuk do të merrni saktësisht 4. Logjika e procesorit të tij nuk është aspak e ngjashme me procesorin me të cilin jemi mësuar.
Ka metoda për të llogaritur rezultatin me një saktësi të paracaktuar, natyrisht me një rritje të kohës së kompjuterit.
Kjo veçori përcakton listën e detyrave. Dhe kjo veçori nuk reklamohet, dhe publikut i krijohet përshtypja se një kompjuter kuantik është i njëjtë me një PC të rregullt (të njëjtat 0 dhe 1), vetëm i shpejtë dhe i shtrenjtë. Kjo në thelb nuk është e vërtetë.
Po, dhe një pikë tjetër - për një kompjuter kuantik dhe llogaritje kuantike në përgjithësi, veçanërisht për të përdorur "fuqinë dhe shpejtësinë" e llogaritjes kuantike, nevojiten algoritme dhe modele speciale të zhvilluara posaçërisht për specifikat e llogaritjes kuantike. Prandaj, kompleksiteti i përdorimit të një kompjuteri kuantik nuk është vetëm në praninë e harduerit, por edhe në përpilimin e metodave të reja të llogaritjes, deri tani të papërdorura. "
Dhe tani le të kalojmë në zbatimin praktik të një kompjuteri kuantik: një procesor komercial 512-qubit D-Wave ka ekzistuar tashmë për ca kohë dhe madje po shitet !!!
Këtu, ai, me sa duket, është një zbulim i vërtetë !!! Dhe një grup shkencëtarësh me reputacion në revistën jo më pak të njohur Physical Review dëshmon bindshëm se efektet e ngatërresës kuantike janë zbuluar me të vërtetë në D-Wave.
Prandaj, kjo pajisje ka çdo të drejtë të quhet një kompjuter kuantik i vërtetë, arkitektonikisht ajo lejon plotësisht një rritje të mëtejshme të numrit të kubitëve dhe, për rrjedhojë, ka perspektiva të shkëlqyera për të ardhmen ... (T. Lanting et al. Entanglement në një procesor kuantik Pjekja.
Vërtetë, pak më vonë, një grup tjetër shkencëtarësh me reputacion në revistën po aq me reputacion Science, të cilët studiuan të njëjtin sistem kompjuterik D-Wave, e vlerësuan atë thjesht praktikisht: sa mirë i kryen kjo pajisje funksionet e saj llogaritëse. Dhe ky grup shkencëtarësh demonstron po aq tërësisht dhe bindshëm sa i pari se në testet reale të verifikimit, të cilat janë të përshtatshme në mënyrë optimale për këtë dizajn, kompjuteri kuantik D-Wave nuk jep ndonjë rritje të shpejtësisë në krahasim me kompjuterët konvencionalë, klasikë. (T.F. Ronnow, M. Troyer et al. Përcaktimi dhe zbulimi i shpejtësisë kuantike. SCIENCE, qershor 2014 Vol. 344 #6190 (http://dx.doi.org/10.1126/science.1252319))
Në fakt, nuk kishte detyra për "makinën e së ardhmes" të shtrenjtë, por të specializuar, ku mund të demonstronte epërsinë e saj kuantike. Me fjalë të tjera, vetë kuptimi i përpjekjeve shumë të shtrenjta për të krijuar një pajisje të tillë është në dyshim të madh ...
Rezultatet janë si më poshtë: tani nuk ka dyshim në komunitetin shkencor se puna e elementeve në procesorin kompjuterik D-Wave bëhet me të vërtetë në bazë të efekteve reale kuantike midis kubitëve.
Por (dhe kjo është një POR jashtëzakonisht serioze), tiparet kryesore në hartimin e procesorit D-Wave janë të tilla që në funksionimin real, e gjithë fizika e tij kuantike nuk jep ndonjë avantazh në krahasim me një kompjuter të fuqishëm konvencional me softuer special. të përshtatura për zgjidhjen e problemeve të optimizimit.
Për ta thënë thjesht, jo vetëm shkencëtarët që testojnë D-Wave nuk kanë parë ende një problem të vetëm të botës reale ku një kompjuter kuantik mund të demonstrojë bindshëm epërsinë e tij llogaritëse, por edhe vetë prodhuesi nuk e ka idenë se çfarë lloj problemi mund të jetë. ..
Gjithçka ka të bëjë me veçoritë e projektimit të procesorit D-Wave 512-qubit, i cili është mbledhur nga grupe prej 8 kubitësh. Në të njëjtën kohë, brenda këtyre grupeve prej 8 kubitësh, të gjithë komunikojnë drejtpërdrejt me njëri-tjetrin, por midis këtyre grupeve, lidhjet janë shumë të dobëta (idealisht, TË GJITHA kubitët e procesorit duhet të komunikojnë drejtpërdrejt me njëri-tjetrin). Kjo, natyrisht, zvogëlon shumë kompleksitetin e ndërtimit të një procesori kuantik ... POR, që këtu rriten shumë probleme të tjera, duke u mbyllur në fund dhe në pajisje shumë të shtrenjta kriogjenike që ftohin qarkun në temperatura ultra të ulëta.
Pra, çfarë po na ofrojnë tani?
Kompania kanadeze D-Wave njoftoi fillimin e shitjeve të kompjuterit të saj kuantik D-Wave 2000Q, i shpallur në shtator të vitit të kaluar. Duke iu përmbajtur versionit të tij të Ligjit të Moore, sipas të cilit numri i transistorëve në një qark të integruar dyfishohet çdo dy vjet, D-Wave vendosi 2,048 kubit në një CPU (pajisje përpunimi kuantik). Dinamika e rritjes së numrit të kubitëve në CPU në vitet e fundit duket si kjo:
2007 — 28
…
— 2013 — 512
— 2014 — 1024
— 2016 — 2048.
Për më tepër, ndryshe nga procesorët tradicionalë, CPU-të dhe GPU-të, dyfishimi i kubitëve shoqërohet jo me një rritje 2-fish, por me një rritje 1000-fish të performancës. Krahasuar me një kompjuter me një arkitekturë tradicionale dhe konfigurim të një CPU me një bërthamë dhe GPU me 2500 bërthama, diferenca e performancës është 1,000 deri në 10,000 herë. Të gjitha këto shifra janë sigurisht mbresëlënëse, por ka disa "por".
Së pari, D-Wave 2000Q është jashtëzakonisht i shtrenjtë në 15 milionë dollarë.Është një pajisje mjaft masive dhe komplekse. Truri i tij është një CPU i bërë nga një metal me ngjyra të quajtur niobium, vetitë superpërcjellëse të të cilit (të nevojshme për kompjuterët kuantikë) ndodhin në një vakum në një temperaturë afër zeros absolute nën 15 millikelvins (që është 180 herë më e ulët se temperatura në hapësirën e jashtme). .
Ruajtja e një temperature kaq jashtëzakonisht të ulët kërkon një sasi të madhe energjie, 25 kW. Por megjithatë, sipas prodhuesit, kjo është 100 herë më pak se superkompjuterët tradicionalë me performancë ekuivalente. Pra, performanca e D-Wave 2000Q për vat konsumi të energjisë është 100 herë më e lartë. Nëse kompania arrin të vazhdojë të ndjekë "ligjin e Moores", atëherë në kompjuterët e saj të ardhshëm kjo diferencë do të rritet në mënyrë eksponenciale, duke ruajtur konsumin e energjisë në nivelet aktuale.
Së pari, kompjuterët kuantikë kanë një qëllim shumë specifik. Në rastin e D-Wave 2000Q, ne po flasim për të ashtuquajturat. kompjuterët adiabatikë dhe zgjidhja e problemeve të normalizimit kuantik. Ato shfaqen veçanërisht në fushat e mëposhtme:
Mësimi i makinerisë:
Zbulimi i anomalive statistikore
— gjetja e modeleve të ngjeshur
— njohja e imazheve dhe modeleve
- trajnimi i rrjetit nervor
— verifikimi dhe miratimi i softuerit
— klasifikimi i të dhënave të pastrukturuara
- diagnostikimi i gabimeve në qark
Siguria dhe Planifikimi
Zbulimi i hakimit të viruseve dhe rrjetit
— shpërndarja e burimeve dhe gjetja e mënyrave optimale
— përkufizimi i përkatësisë në një grup
— analiza e vetive të grafikut
- faktorizimi i numrave të plotë (përdoret në kriptografi)
modelimi financiar
Identifikimi i paqëndrueshmërisë së tregut
— zhvillimi i strategjive tregtare
— optimizimi i trajektoreve të tregtimit
— optimizimi i çmimit të aseteve dhe mbrojtjes
— optimizimi i portofolit
Kujdesi shëndetësor dhe mjekësia
Zbulimi i mashtrimit (ndoshta sigurimi shëndetësor)
— gjenerimi i terapisë medikamentoze të synuar (“i synuar nga molekulare”).
– optimizimi i trajtimit [kancerit] me radioterapi
— krijimi i modeleve proteinike.
Blerësi i parë i D-Wave 2000Q ishte TDS (Temporal Defense Systems), një kompani e sigurisë kibernetike. Në përgjithësi, produktet D-Wave përdoren nga kompani dhe institucione të tilla si Lockheed Martin, Google, NASA Ames Research Center, Universiteti i Kalifornisë Jugore dhe Laboratori Kombëtar Los Alamos në Departamentin e Energjisë në SHBA.
Pra, ne po flasim për një teknologji të rrallë (D-Wave është e vetmja kompani në botë që prodhon mostra komerciale të kompjuterëve kuantikë) dhe të shtrenjtë me një aplikim mjaft të ngushtë dhe specifik. Por shkalla e rritjes së produktivitetit të saj është e mahnitshme, dhe nëse kjo dinamikë vazhdon, atëherë falë kompjuterëve adiabatikë D-Wave (të cilit mund t'i bashkohen kompanitë e tjera) në vitet e ardhshme, mund të presim përparime të vërteta në shkencë dhe teknologji. Me interes të veçantë është kombinimi i kompjuterëve kuantikë me një teknologji kaq premtuese dhe me zhvillim të shpejtë si inteligjenca artificiale, veçanërisht pasi një specialist kaq autoritar si Andy Rubin sheh një të ardhme në këtë.
Meqë ra fjala, a e dini se Korporata IBM i lejoi përdoruesit e internetit të lidhen falas me kompjuterin kuantik universal që ndërtoi dhe të eksperimentonin me algoritme kuantike. Kjo pajisje nuk do të ketë fuqi të mjaftueshme për të goditur sistemet kriptografike me çelës publik, por nëse planet e IBM realizohen, atëherë shfaqja e kompjuterëve kuantikë më kompleksë nuk është larg.
Kompjuteri kuantik që IBM ka vënë në dispozicion përmban pesë kubit: katër përdoren për të punuar me të dhëna dhe i pesti është për korrigjimin e gabimeve gjatë llogaritjeve. Korrigjimi i gabimeve është risia kryesore me të cilën krenohen zhvilluesit e tij. Do ta bëjë më të lehtë rritjen e numrit të kubitëve në të ardhmen.
IBM thekson se kompjuteri i saj kuantik është universal dhe i aftë për të ekzekutuar çdo algoritëm kuantik. Kjo e dallon atë nga kompjuterët kuantikë adiabatikë që po zhvillon D-Wave. Kompjuterët kuantikë adiabatikë janë krijuar për të gjetur zgjidhjen optimale të funksioneve dhe nuk janë të përshtatshëm për qëllime të tjera.
Besohet se kompjuterët kuantikë universalë do të lejojnë zgjidhjen e disa problemeve që janë përtej fuqisë së kompjuterëve të zakonshëm. Shembulli më i njohur i një problemi të tillë është faktorizimi i numrave në faktorë të thjeshtë. Do të duheshin qindra vjet që një kompjuter i zakonshëm, qoftë edhe shumë i shpejtë, të gjente faktorët kryesorë të një numri të madh. Një kompjuter kuantik do t'i gjejë ato duke përdorur algoritmin e Shor pothuajse aq shpejt sa shumëzimi i numrave të plotë.
Pamundësia e zbërthimit të shpejtë të numrave në faktorët kryesorë është baza e sistemeve kriptografike me çelës publik. Nëse ky operacion mësohet të kryhet me shpejtësinë e premtuar nga algoritmet kuantike, atëherë pjesa më e madhe e kriptografisë moderne do të duhet të harrohet.
Është e mundur të ekzekutohet algoritmi i Shor-it në një kompjuter kuantik IBM, por derisa të ketë më shumë kubit, kjo ka pak përdorim. Gjatë dhjetë viteve të ardhshme, situata do të ndryshojë. Deri në vitin 2025, IBM planifikon të ndërtojë një kompjuter kuantik që përmban nga pesëdhjetë deri në njëqind kubit. Sipas ekspertëve, edhe me pesëdhjetë kubit, kompjuterët kuantikë do të jenë në gjendje të zgjidhin disa probleme praktike.
Këtu janë disa informacione më interesante rreth teknologjisë kompjuterike: lexoni se si, por gjithashtu rezulton se është e mundur dhe çfarë lloji
Bota është në prag të një revolucioni tjetër kuantik. Kompjuteri i parë kuantik do të zgjidhë menjëherë problemet që pajisjes më të fuqishme moderne tani i duhen vite për t'i zgjidhur. Cilat janë këto detyra? Kush përfiton dhe kush kërcënohet nga përdorimi masiv i algoritmeve kuantike? Çfarë është një mbivendosje e kubiteve, si mësuan njerëzit të gjenin zgjidhjen optimale pa kaluar nëpër triliona opsione? Ne u përgjigjemi këtyre pyetjeve nën titullin "Thjesht për kompleksin".
Përpara asaj kuantike, ishte në përdorim teoria klasike e rrezatimit elektromagnetik. Në vitin 1900, shkencëtari gjerman Max Planck, i cili vetë nuk besonte në kuantet, i konsideronte ato një ndërtim imagjinar dhe thjesht teorik, u detyrua të pranonte se energjia e një trupi të nxehtë emetohet në pjesë - kuante; kështu, supozimet e teorisë përkonin me vëzhgimet eksperimentale. Dhe pesë vjet më vonë, i madhi Albert Einstein iu drejtua të njëjtës qasje kur shpjegoi efektin fotoelektrik: kur rrezatohej me dritë, një rrymë elektrike u shfaq në metale! Nuk ka gjasa që Planck dhe Ajnshtajni të mund ta imagjinonin se me punën e tyre ata po vendosnin themelet e një shkence të re - mekanikën kuantike, e cila do të ishte e destinuar të transformonte botën tonë përtej njohjes, dhe se në shekullin e 21 shkencëtarët do të ishin afër krijimit. një kompjuter kuantik.
Në fillim, mekanika kuantike bëri të mundur shpjegimin e strukturës së atomit dhe ndihmoi për të kuptuar proceset që ndodhin brenda tij. Në përgjithësi, ëndrra e vjetër e alkimistëve për shndërrimin e atomeve të disa elementeve në atome të të tjerëve (po, edhe në ar) u realizua. Dhe formula e famshme e Ajnshtajnit E=mc2 çoi në shfaqjen e energjisë bërthamore dhe, si rezultat, bombës atomike.
Procesor kuantik në pesë kubit nga IBM
Më tej më shumë. Falë punës së Ajnshtajnit dhe fizikantit anglez Paul Dirac, në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të u krijua një lazer - gjithashtu një burim kuantik i dritës ultra të pastër, i mbledhur në një rreze të ngushtë. Hulumtimi me laser ka sjellë çmimin Nobel për më shumë se një duzinë shkencëtarësh, dhe vetë lazerët kanë gjetur aplikimin e tyre në pothuajse të gjitha fushat e veprimtarisë njerëzore - nga prerëset industriale dhe armët lazer te skanerët e barkodit dhe korrigjimi i shikimit. Përafërsisht në të njëjtën kohë, ka pasur kërkime aktive në gjysmëpërçuesit - materiale me të cilat lehtë mund të kontrolloni rrjedhën e rrymës elektrike. Mbi bazën e tyre, u krijuan transistorët e parë - ata më vonë u bënë blloqet kryesore të ndërtimit të elektronikës moderne, pa të cilat ne tani nuk mund ta imagjinojmë jetën tonë.
Zhvillimi i kompjuterëve elektronikë - kompjuterëve - lejoi të zgjidhë shumë probleme shpejt dhe me efikasitet. Dhe ulja graduale e madhësisë dhe kostos së tyre (për shkak të prodhimit masiv) hapi rrugën për kompjuterët në çdo shtëpi. Me ardhjen e internetit, varësia jonë nga sistemet kompjuterike, përfshirë komunikimin, është bërë edhe më e fortë.
Richard Feynman
Varësia po rritet, fuqia kompjuterike po rritet vazhdimisht, por është koha të pranojmë se, pavarësisht aftësive të tyre mbresëlënëse, kompjuterët nuk kanë qenë në gjendje të zgjidhin të gjitha problemet që ne jemi gati t'u vendosim atyre. Fizikani i famshëm Richard Feynman ishte një nga të parët që foli për këtë: në vitin 1981, në një konferencë, ai deklaroi se është thelbësisht e pamundur të llogaritet me saktësi një sistem fizik i vërtetë në kompjuterët e zakonshëm. Gjithçka ka të bëjë me natyrën e saj kuantike! Efektet në mikroshkallë shpjegohen lehtësisht nga mekanika kuantike dhe shumë keq - nga mekanika klasike e njohur për ne: përshkruan sjelljen e objekteve të mëdha. Më pas, si një alternativë, Feynman sugjeroi përdorimin e kompjuterëve kuantikë për të llogaritur sistemet fizike.
Çfarë është një kompjuter kuantik dhe si ndryshon ai nga kompjuterët me të cilët jemi mësuar? Gjithçka ka të bëjë me mënyrën se si ne i paraqesim informacionet vetes.
Nëse në kompjuterët konvencional bit - zero dhe një - janë përgjegjës për këtë funksion, atëherë në kompjuterët kuantikë ato zëvendësohen me bit kuantikë (shkurtuar si kubit). Kubiti në vetvete është një gjë mjaft e thjeshtë. Ai ka ende dy vlera themelore (ose gjendje, siç duan të thonë në mekanikën kuantike) që mund të marrë: 0 dhe 1. Megjithatë, falë një vetive të objekteve kuantike të quajtur "superpozicioni", një kubit mund të marrë të gjitha vlerat që janë një kombinim i atyre bazë. Në të njëjtën kohë, natyra e tij kuantike e lejon atë të jetë në të gjitha këto gjendje njëkohësisht.
Këtu qëndron paralelizmi i llogaritjes kuantike me kubit. Gjithçka ndodh menjëherë - nuk keni më nevojë të kaloni nëpër të gjitha opsionet e mundshme për gjendjet e sistemit, dhe kjo është pikërisht ajo që bën një kompjuter i rregullt. Kërkimi nëpër baza të dhënash të mëdha, përpilimi i një rruge optimale, zhvillimi i barnave të reja janë vetëm disa shembuj të detyrave që algoritmet kuantike mund t'i shpejtojnë shumë herë. Këto janë detyra ku, për të gjetur përgjigjen e saktë, duhet të kaloni një numër të madh opsionesh.
Përveç kësaj, për të përshkruar gjendjen e saktë të sistemit, fuqia e madhe llogaritëse dhe sasitë e RAM-it nuk nevojiten më, sepse 100 kubit janë të mjaftueshëm për të llogaritur një sistem prej 100 grimcash, dhe jo triliona triliona bit. Për më tepër, me rritjen e numrit të grimcave (si në sistemet reale komplekse), ky ndryshim bëhet edhe më i rëndësishëm.
Një nga detyrat e numërimit u dallua për padobishmërinë e saj të dukshme - zbërthimi i numrave të mëdhenj në faktorë kryesorë (d.m.th., të ndashëm vetëm nga vetvetja dhe një). Ky quhet "faktorizim". Fakti është se kompjuterët e zakonshëm mund t'i shumëzojnë numrat mjaft shpejt, edhe nëse janë shumë të mëdhenj. Megjithatë, me problemin e anasjelltë të zbërthimit të një numri të madh që rezulton nga shumëzimi i dy numrave të thjeshtë në faktorët fillestarë, kompjuterët e zakonshëm funksionojnë shumë dobët. Për shembull, për të zbërthyer një numër prej 256 shifrash në dy faktorë, edhe kompjuterit më të fuqishëm do t'i duhen më shumë se një duzinë vjet. Por një algoritëm kuantik që mund ta zgjidhë këtë problem në pak minuta u shpik në vitin 1997 nga matematikani anglez Peter Shor.
Me ardhjen e algoritmit Shor, komuniteti shkencor u përball me një problem serioz. Në fund të viteve 1970, bazuar në kompleksitetin e problemit të faktorizimit, kriptografët krijuan një algoritëm të enkriptimit të të dhënave që u bë i përhapur. Në veçanti, duke përdorur këtë algoritëm, ata filluan të mbrojnë të dhënat në internet - fjalëkalime, korrespondencë personale, transaksione bankare dhe financiare. Dhe pas shumë vitesh përdorimi të suksesshëm, papritmas doli që informacioni i koduar në këtë mënyrë bëhet një objektiv i lehtë për algoritmin Shor që funksionon në një kompjuter kuantik. Deshifrimi me të bëhet çështje minutash. Një gjë ishte e mirë: një kompjuter kuantik që mund të ekzekutonte një algoritëm vdekjeprurës nuk ishte krijuar ende.
Ndërkohë, në mbarë botën, dhjetëra grupe shkencore dhe laboratorë filluan të merren me kërkime eksperimentale mbi kubitët dhe mundësinë e krijimit të një kompjuteri kuantik prej tyre. Në fund të fundit, është një gjë të shpikësh teorikisht një kubit dhe krejt tjetër ta përkthesh në realitet. Për ta bërë këtë, ishte e nevojshme të gjendej një sistem fizik i përshtatshëm me dy nivele kuantike që mund të përdoren si gjendjet bazë të kubitit - zero dhe një. Vetë Feynman, në artikullin e tij pionier, sugjeroi përdorimin e fotoneve të përdredhur në drejtime të ndryshme për këto qëllime, por kubitët e parë të krijuar eksperimentalisht ishin jonet e kapur në kurthe speciale në 1995. Jonet u pasuan nga shumë realizime të tjera fizike: bërthamat e atomeve, elektronet, fotonet, defektet në kristale, qarqet superpërcjellëse - të gjitha plotësuan kërkesat e përcaktuara.
Ky diversitet kishte meritat e veta. Të nxitur nga konkurrenca intensive, grupe të ndryshme shkencore krijuan kubit gjithnjë e më të avancuar dhe ndërtuan qarqe gjithnjë e më komplekse prej tyre. Kubitët kishin dy parametra kryesorë konkurrues: jetëgjatësinë e tyre dhe numrin e kubitëve që mund të bëheshin për të punuar së bashku.
Punonjësit e Laboratorit të Sistemeve Kuantike Artificiale
Jetëgjatësia e kubitëve përcaktoi se sa kohë ishte ruajtur gjendja kuantike e brishtë në to. Kjo, nga ana tjetër, përcaktoi se sa operacione llogaritëse mund të kryheshin në qubit përpara se ai "të vdiste".
Për funksionimin efikas të algoritmeve kuantike, nuk nevojitej një kubit, por të paktën njëqind, për më tepër, duke punuar së bashku. Problemi ishte se kubitët nuk e donin shumë të ishin pranë njëri-tjetrit dhe protestuan duke reduktuar në mënyrë dramatike jetën e tyre. Për të kapërcyer këtë grindje të kubitëve, shkencëtarëve iu desh të shkonin në të gjitha llojet e mashtrimeve. E megjithatë, deri më sot, shkencëtarët kanë arritur të marrin një maksimum prej një ose dy duzina kubit për të punuar së bashku.
Pra, për kënaqësinë e kriptografëve, kompjuteri kuantik është ende një gjë e së ardhmes. Edhe pse nuk është aspak aq larg sa dukej dikur, sepse të dy korporatat më të mëdha si Intel, IBM dhe Google, si dhe shtetet individuale, për të cilat krijimi i një kompjuteri kuantik është një çështje me rëndësi strategjike, janë përfshirë në mënyrë aktive. në krijimin e saj.
Mos e humbisni leksionin:
Njerëzimi, si 60 vjet më parë, është sërish në prag të një përparimi madhështor në fushën e teknologjive kompjuterike. Kompjuterët kuantikë do të zëvendësojnë së shpejti kompjuterët e sotëm.
Sa progres është bërë
Në vitin 1965, Gordon Moore tha se brenda një viti numri i transistorëve që përshtaten në një mikroçip silikoni dyfishohet. Ky ritëm progresi është ngadalësuar kohët e fundit dhe dyfishimi ndodh më rrallë - një herë në dy vjet. Edhe me këtë ritëm, në të ardhmen e afërt, transistorët do të arrijnë madhësinë e një atomi. Pastaj ka një vijë që nuk mund të kalohet. Nga pikëpamja e strukturës fizike të tranzistorit, ai nuk mund të jetë më i vogël se sasitë atomike. Rritja e madhësisë së çipit nuk e zgjidh problemin. Funksionimi i transistorëve shoqërohet me lëshimin e energjisë termike dhe përpunuesit kanë nevojë për një sistem ftohjeje me cilësi të lartë. Arkitektura me shumë bërthama gjithashtu nuk e zgjidh çështjen e rritjes së mëtejshme. Arritja e kulmit në zhvillimin e teknologjisë moderne të procesorit do të ndodhë së shpejti.
Zhvilluesit arritën ta kuptonin këtë problem në një kohë kur kompjuterët personalë sapo kishin filluar të ishin të disponueshëm për përdoruesit. Në vitin 1980, një nga themeluesit e informatikës kuantike, profesori sovjetik Yuri Manin, formuloi idenë e llogaritjes kuantike. Një vit më vonë, Richard Feiman propozoi modelin e parë të një kompjuteri me një procesor kuantik. Bazat teorike se si duhet të duken kompjuterët kuantikë u formuluan nga Paul Benioff.
Parimi i funksionimit të një kompjuteri kuantik
Për të kuptuar se si funksionon procesori i ri, është e nevojshme të keni të paktën një njohuri sipërfaqësore të parimeve të mekanikës kuantike. Nuk ka kuptim të japim këtu paraqitje matematikore dhe të nxjerrim formula. Mjafton që një laik të njihet me tre tiparet dalluese të mekanikës kuantike:
- Gjendja ose pozicioni i një grimce përcaktohet vetëm me një shkallë probabiliteti.
- Nëse një grimcë mund të ketë disa gjendje, atëherë ajo është në të gjitha gjendjet e mundshme menjëherë. Ky është parimi i mbivendosjes.
- Procesi i matjes së gjendjes së grimcave çon në zhdukjen e mbivendosjes. Karakteristikisht, njohuritë për gjendjen e grimcave të marra nga matja ndryshojnë nga gjendja reale e grimcës para matjeve.
Nga pikëpamja e sensit të përbashkët - marrëzi e plotë. Në botën tonë të zakonshme, këto parime mund të përfaqësohen si më poshtë: dera e dhomës është e mbyllur, dhe në të njëjtën kohë e hapur. E mbyllur dhe e hapur në të njëjtën kohë.
Ky është ndryshimi i mrekullueshëm midis llogaritjeve. Një procesor konvencional operon në veprimet e tij me një kod binar. Bitët e kompjuterit mund të jenë vetëm në një gjendje - kanë një vlerë logjike prej 0 ose 1. Kompjuterët kuantikë funksionojnë në kubit, të cilët mund të kenë një vlerë logjike prej 0, 1, 0 dhe 1 në të njëjtën kohë. Për detyra të caktuara, ata do të kenë një avantazh shumëmilionësh ndaj kompjuterëve tradicionalë. Sot ka tashmë dhjetëra përshkrime të algoritmeve të punës. Programuesit krijojnë kod të veçantë programi që mund të funksionojë sipas parimeve të reja të informatikës.
Ku do të përdoret kompjuteri i ri?
Një qasje e re në procesin e llogaritjes ju lejon të punoni me sasi të mëdha të dhënash dhe të kryeni operacione të menjëhershme llogaritëse. Me ardhjen e kompjuterëve të parë, disa njerëz, duke përfshirë shtetarët, kishin skepticizëm të madh për përdorimin e tyre në ekonominë kombëtare. Ka ende njerëz sot që janë plot dyshime për rëndësinë e kompjuterëve thelbësisht të gjeneratës së re. Për një kohë shumë të gjatë, revistat teknike refuzuan të botonin artikuj në lidhje me llogaritjen kuantike, duke e konsideruar këtë fushë një dredhi të zakonshme mashtruese për të mashtruar investitorët.
Mënyra e re e llogaritjes do të krijojë parakushtet për zbulime madhështore shkencore në të gjitha industritë. Mjekësia do të zgjidhë shumë çështje problematike, të cilat janë grumbulluar mjaft kohët e fundit. Do të jetë e mundur të diagnostikohet kanceri në një fazë më të hershme të sëmundjes sesa tani. Industria kimike do të jetë në gjendje të sintetizojë produkte me veti unike.
Një zbulim i madh në astronautikë nuk do t'ju mbajë në pritje. Fluturimet drejt planetëve të tjerë do të bëhen po aq të zakonshme sa udhëtimet e përditshme nëpër qytet. Potenciali i natyrshëm në llogaritjen kuantike sigurisht që do ta transformojë planetin tonë përtej njohjes.
Një tipar tjetër dallues që kanë kompjuterët kuantikë është aftësia e llogaritjes kuantike për të gjetur shpejt kodin ose shifrën e duhur. Një kompjuter i zakonshëm kryen një zgjidhje optimizimi matematikor në mënyrë sekuenciale, duke kaluar njëra nga opsionet pas tjetrës. Një konkurrent kuantik punon me të gjithë grupin e të dhënave menjëherë, duke zgjedhur opsionet më të përshtatshme me shpejtësi rrufeje në një kohë të shkurtër të paparë. Transaksionet bankare do të deshifrohen sa hap e mbyll sytë, gjë që nuk është e disponueshme për kompjuterët modernë.
Sidoqoftë, sektori bankar mund të mos shqetësohet - sekreti i tij do të ruhet nga metoda e kriptimit kuantik me paradoksin e matjes. Nëse përpiqeni të hapni kodin, sinjali i transmetuar do të shtrembërohet. Informacioni i marrë nuk do të ketë kuptim. Shërbimet sekrete, për të cilat spiunazhi është një gjë e zakonshme, janë të interesuara për mundësitë e llogaritjes kuantike.
Vështirësitë e projektimit
Vështirësia qëndron në krijimin e kushteve në të cilat një bit kuantik mund të jetë në një gjendje mbivendosjeje për një kohë pafundësisht të gjatë.
Çdo kubit është një mikroprocesor që funksionon mbi parimet e superpërçueshmërisë dhe ligjet e mekanikës kuantike.
Rreth elementëve mikroskopikë të motorit logjik krijohen një sërë kushtesh unike mjedisore:
- temperatura 0,02 gradë Kelvin (-269,98 Celsius);
- sistemi i mbrojtjes nga rrezatimi magnetik dhe elektrik (zvogëlon ndikimin e këtyre faktorëve me 50 mijë herë);
- sistem për heqjen e nxehtësisë dhe zbutjen e dridhjeve;
- rrallimi i ajrit nën presionin atmosferik me 100 miliardë herë.
Një devijim i lehtë mjedisor bën që kubitët të humbasin momentalisht gjendjen e tyre të mbivendosjes, duke rezultuar në një mosfunksionim.
Përpara planetit
Të gjitha sa më sipër mund t'i atribuohen krijimtarisë së mendjes së përflakur të një shkrimtari fantastiko-shkencor, nëse Google, së bashku me NASA-n, nuk blenë një kompjuter kuantik D-Wave vitin e kaluar nga një korporatë kërkimore kanadeze, procesori i të cilit përmban 512 kubit.
Me ndihmën e tij, lideri në tregun e teknologjisë kompjuterike do të zgjidhë çështjet e mësimit të makinerive në renditjen dhe analizimin e grupeve të mëdha të të dhënave.
Një deklaratë e rëndësishme zbuluese u bë nga Snowden, i cili u largua nga Shtetet e Bashkuara - NSA gjithashtu planifikon të zhvillojë kompjuterin e saj kuantik.
2014 - fillimi i epokës së sistemeve D-Wave
Atletja e suksesshme kanadeze Geordie Rose, pas një marrëveshjeje me Google dhe NASA, filloi ndërtimin e një procesori prej 1000 kubitësh. Modeli i ardhshëm për sa i përket shpejtësisë dhe vëllimit të llogaritjeve do të tejkalojë prototipin e parë tregtar me të paktën 300,000 herë. Kompjuteri kuantik, fotografia e të cilit ndodhet më poshtë, është versioni i parë komercial në botë i një teknologjie thelbësisht të re informatike.
Ai u nxit të angazhohej në zhvillimin shkencor nga njohja e tij në universitet me veprat e Colin Williams mbi llogaritjen kuantike. Më duhet të them që Williams sot punon në Rose Corporation si menaxher projektesh biznesi.
Përparim ose mashtrim shkencor
Vetë Rose nuk e di plotësisht se çfarë janë kompjuterët kuantikë. Në dhjetë vjet, ekipi i tij ka kaluar nga krijimi i një procesori 2-qubit në pasardhësit e parë komercialë të sotëm.
Që në fillim të kërkimit të tij, Rose synoi të krijonte një procesor me një numër minimal kubitësh prej 1000. Dhe ai duhet të ketë pasur një opsion komercial - të shesë dhe të fitojë para.
Shumë, duke e ditur obsesionin dhe mendjemprehtësinë tregtare të Rozës, përpiqen ta akuzojnë atë për falsifikim. Me sa duket, procesori më i zakonshëm është lëshuar për kuantik. Kjo lehtësohet nga fakti se shpejtësia fenomenale e teknikës së re tregon kur kryen disa lloje të llogaritjeve. Përndryshe, ai sillet si një kompjuter krejtësisht i zakonshëm, vetëm shumë i shtrenjtë.
Kur do të shfaqen
Nuk ka shumë për të pritur. Grupi hulumtues, i organizuar nga blerësit e përbashkët prototip, së shpejti do të raportojë mbi rezultatin e hulumtimit në D-Wave.
Ndoshta do të vijë së shpejti koha në të cilën kompjuterët kuantikë do të ndryshojnë kuptimin tonë për botën përreth nesh. Dhe i gjithë njerëzimi në atë moment do të arrijë një nivel më të lartë të evolucionit të tij.
Një kompjuter kuantik është një pajisje llogaritëse që përdor fenomenet e mbivendosjes kuantike dhe ngatërrimit kuantik për të transmetuar dhe përpunuar të dhëna. Një kompjuter kuantik universal me të drejta të plota është ende një pajisje hipotetike, vetë mundësia e ndërtimit të së cilës shoqërohet me një zhvillim serioz të teorisë kuantike në fushën e shumë grimcave dhe eksperimenteve komplekse; zhvillimet në këtë fushë lidhen me zbulimet dhe arritjet më të fundit të fizikës moderne. Për momentin, vetëm disa sisteme eksperimentale janë zbatuar praktikisht, duke ekzekutuar një algoritëm fiks me kompleksitet të ulët.
Shkencëtarët nga Instituti i Fizikës dhe Teknologjisë në Moskë, së bashku me kolegë nga Zvicra, kryen eksperimente në të cilat ata detyruan me sukses një kompjuter kuantik të kthehej në gjendjen e së kaluarës. Përfundime të shkurtra të studimit, të cilat përshkruajnë mundësinë e këtij efekti, sipas një njoftimi për shtyp të publikuar në faqen e internetit Phys.org. Detajet e studimit nga një ekip ndërkombëtar fizikantësh në revistën Scientific Reports.
Shumë ekspertë janë të sigurt se me ardhjen e kompjuterëve kuantikë të plotë, epoka e kriptomonedhave dhe blockchain do të marrë fundin e saj logjik - sistemet e kriptografisë në të cilat bazohen kriptovalutat do të hakohen menjëherë dhe vetë kriptovalutat do të zhvlerësohen, sepse Gjëja e parë që do të bëjë pronari i një kompjuteri kuantik është të minojë Bitcoin-et e mbetura, Eterët dhe "monedha" të tjera të njohura. Kjo është pikërisht ajo që mendon Alex Beath, fizikani kanadez që parashikoi një të ardhme të zymtë për kriptovalutat në epokën kuantike.
Një kompjuter kuantik nuk është thjesht një kompjuter i gjeneratës së ardhshme, ai është diçka shumë më tepër. Jo vetëm nga pikëpamja e aplikimit të teknologjive më të fundit, por edhe nga pikëpamja e mundësive të tij të pakufizuara, të pabesueshme, fantastike që jo vetëm mund të ndryshojnë botën e njerëzve, por edhe ... të krijojnë një realitet tjetër.
Siç e dini, kompjuterët modernë përdorin memorie të përfaqësuar në kodin binar: 0 dhe 1. Ashtu si në kodin Morse - një pikë dhe një titull. Me ndihmën e dy karaktereve, mund të kriptoni çdo informacion duke ndryshuar kombinimet e tyre.
Ka miliarda pjesë të tilla në kujtesën e një kompjuteri modern. Por secila prej tyre mund të jetë në një nga dy gjendjet - ose zero ose një. Si një llambë: ose ndezur ose fikur.
Një bit kuantik (qubit) është elementi më i vogël i ruajtjes së informacionit në kompjuterin e së ardhmes. Njësia e informacionit në një kompjuter kuantik tani mund të jetë jo vetëm zero ose një, por të dyja në të njëjtën kohë.
Një qelizë kryen dy veprime, dy - katër, katër - gjashtëmbëdhjetë, e kështu me radhë.Prandaj sistemet kuantike mund të punojnë dy herë më shpejt dhe me sasi të madhe informacioni sesa ato moderne.
Për herë të parë, shkencëtarët nga Qendra Kuantike Ruse (RQC) dhe Laboratori i Metamaterialeve Superpërçues "matën" një kubit (Q-bit).
Nga ana teknike, një kubit është një unazë metalike me prerje disa mikron në diametër, e depozituar në një gjysmëpërçues. Unaza ftohet në temperatura ultra të ulëta në mënyrë që të bëhet një superpërçues. Supozojmë se rryma që rrjedh nëpër unazë shkon në drejtim të akrepave të orës - kjo është 1. Kundër - 0. Kjo është, dy gjendje të zakonshme.
Rrezatimi i mikrovalës kaloi nëpër unazë. Në daljen nga unaza e këtij rrezatimi, u mat zhvendosja fazore e rrymës. Doli se i gjithë ky sistem mund të vendoset si në dy kryesore dhe gjendje e përzier: të dyja në të njëjtën kohë!!! Në shkencë, ky quhet parimi i mbivendosjes.
Një eksperiment i shkencëtarëve rusë (i ngjashëm i kryer nga shkencëtarë nga vende të tjera) vërtetoi se një kubit ka të drejtën e jetës. Krijimi i një kubiti çoi në idenë dhe i afroi shkencëtarët më afër ëndrrës së krijimit të një kompjuteri kuantik optik. Mbetet vetëm për ta dizajnuar dhe krijuar atë. Por jo gjithçka është kaq e thjeshtë...
Vështirësi, probleme në krijimin e një kompjuteri kuantik
Nëse kërkohet, për shembull, për të llogaritur një miliard opsione në një kompjuter modern, atëherë duhet të "lëvizni" një miliard cikle të tilla. Ekziston një ndryshim thelbësor në një kompjuter kuantik, ai mund të llogarisë të gjitha këto opsione në të njëjtën kohë.
Një nga parimet kryesore mbi të cilat do të funksionojë një kompjuter kuantik është parimi i mbivendosjes, dhe nuk mund ta quash ndryshe veçse magjike!
Do të thotë që i njëjti person mund të jetë në vende të ndryshme në të njëjtën kohë. Fizikanët bëjnë shaka: “Nëse nuk jeni të tronditur nga teoria kuantike, atëherë nuk e keni kuptuar atë”.
Pamja e kompjuterëve kuantikë që po krijohen tani është jashtëzakonisht e ndryshme nga ato klasike. Ata duken si ... një dritë hëne ende:
Një dizajn i tillë, i përbërë nga pjesë bakri dhe ari, bobina ftohëse dhe detaje të tjera karakteristike, sigurisht që nuk i përshtatet krijuesve të tij. Një nga detyrat kryesore të shkencëtarëve është ta bëjnë atë kompakt dhe të lirë. Që kjo të ndodhë, duhet të adresohen disa çështje.
Problemi i parë është paqëndrueshmëria e superpozicioneve
Të gjitha këto mbivendosje kuantike janë shumë "të buta". Sapo filloni t'i shikoni, sapo fillojnë të ndërveprojnë me objekte të tjera, ato menjëherë shemben. Ato bëhen klasike. Ky është një nga problemet më të rëndësishme në ndërtimin e një kompjuteri kuantik.
Problemi i dytë - kërkohet ftohje e fortë
Pengesa e dytë është arritja e funksionimit të qëndrueshëm të një kompjuteri kuantik. ne formen qe kemi sot kerkon ftohje te forte. E fortë, ky është krijimi i pajisjeve në të cilat temperatura mbahet afër zeros absolute - minus 273 gradë Celsius! Prandaj, tani prototipet e kompjuterëve të tillë, me instalimet e tyre kriogjenike-vakum, duken shumë të rëndë:
Megjithatë, shkencëtarët janë të bindur se së shpejti të gjitha problemet teknike do të zgjidhen dhe një ditë kompjuterët kuantikë me fuqi të madhe llogaritëse do të zëvendësojnë kompjuterët modernë.
Disa zgjidhje teknike në zgjidhjen e problemeve
Deri më sot, shkencëtarët kanë gjetur një sërë zgjidhjesh domethënëse për problemet e mësipërme. Këto zbulime teknologjike, rezultat i punës komplekse dhe ndonjëherë të gjatë dhe të palodhur të shkencëtarëve, meritojnë çdo respekt.
Mënyra më e mirë për të përmirësuar mënyrën se si funksionon një kubit… diamante
Gjithçka është shumë e ngjashme me këngën e famshme për vajzat dhe diamantet. Gjëja kryesore për të cilën shkencëtarët po punojnë tani është të ngrenë jetëgjatësi qubit, si dhe “të bëjë” të funksionojë një kompjuter kuantik në temperatura të zakonshme. Po, komunikimi ndërmjet kompjuterëve kuantikë kërkon diamante! Për të gjitha këto, ishte e nevojshme krijimi dhe përdorimi i diamanteve artificiale me transparencë super të lartë. Me ndihmën e tyre, ata ishin në gjendje të zgjasin jetën e një kubit në dy sekonda. Këto arritje modeste, dy sekonda nga jeta e një kubiti dhe funksionimi i një kompjuteri në temperaturën e dhomës, janë në fakt një revolucion në shkencë.
Thelbi i eksperimentit të shkencëtarit francez Serge Haroche bazohet në faktin se ai ishte në gjendje t'i tregonte gjithë botës se drita (një fluks kuantik fotonish) duke kaluar midis dy pasqyrave të krijuara posaçërisht prej tij nuk e humbet gjendjen e saj kuantike.
Duke bërë një udhëtim të lehtë 40,000 km ndërmjet këtyre pasqyrave, ai përcaktoi se gjithçka ndodh pa humbur gjendjen kuantike. Drita përbëhet nga fotone dhe deri më tani askush nuk ka qenë në gjendje të kuptojë nëse humbasin gjendjen e tyre kuantike kur udhëtojnë në një distancë të caktuar. Laureati i Nobelit Serge Haroche: Një foton është në disa vende në të njëjtën kohë, arritëm ta kapnim atë.” Në fakt ky është parimi i mbivendosjes. “Në botën tonë të madhe, kjo është e pamundur. Dhe në mikrobotë ka ligje të tjera”, thotë Arosh.
Brenda rezonatorit kishte atome klasike që mund të maten. Nga sjellja e atomeve, fizikani mësoi të identifikojë dhe të masë grimcat kuantike të pakapshme. Para eksperimenteve të Haroche, besohej se vëzhgimi i kuanteve ishte i pamundur. Pas eksperimentit filluan të flisnin për pushtimin e fotoneve, d.m.th për afrimin e epokës së kompjuterëve kuantikë.
Pse shumë presin me padurim krijimin e një gjeneratori kuantik të plotë, ndërsa të tjerët kanë frikë prej tij
Kompjuteri kuantik do t'i japë njerëzimit mundësi të mëdha
Kompjuteri kuantik do të hapë mundësi të pakufishme për njerëzimin. Për shembull, do të ndihmojë në krijimin e një mendjeje artificiale, për të cilën shkrimtarët e trillimeve shkencore janë përgjumur për kaq shumë kohë. Ose simuloni universin. I tërë. Sipas parashikimeve më modeste, do t'ju lejojë të shikoni përtej kufijve të së mundshmes. Le të imagjinojmë një botë ku mund të simuloni absolutisht çdo gjë që dëshironi: dizajnoni një molekulë, metal super të fortë, plastikë që shpërbëhet shpejt, gjeni kura për sëmundje të pashërueshme. Makina do të modelojë të gjithë botën tonë, tërësisht, deri në atomin e fundit. Ju madje mund të simuloni një botë tjetër, qoftë edhe virtuale.
Një kompjuter kuantik mund të jetë arma e Apokalipsit
Shumë njerëz, pasi kanë hyrë në thelbin e teknologjisë kuantike, kanë frikë prej saj për arsye të ndryshme. Edhe tani, kompjuterizimi dhe të gjitha teknologjitë e lidhura me kompjuterin i trembin njerëzit laikë. Mjafton të kujtojmë skandalet se si shërbimet speciale, duke përdorur programe të integruara në PC dhe madje edhe pajisje shtëpiake, organizojnë mbikëqyrjen dhe mbledhin të dhëna për konsumatorët e tyre. Për shembull, në shumë vende, syzet e njohura janë ndaluar - në fund të fundit, ato janë një mjet ideal për të shtënat dhe vëzhgimin e fshehtë. Tashmë, me siguri, çdo banor i çdo vendi, dhe aq më tepër një përdorues në Ueb, është i listuar në një lloj bazë të dhënash. Për më tepër, dhe mjaft realisht, disa shërbime mund të llogarisin çdo veprim të tij në internet.
Por nuk do të ketë sekrete për kompjuterët kuantikë! Asnjë fare. E gjithë siguria e kompjuterit bazohet në numra fjalëkalimi shumë të gjatë. Një kompjuter normal do t'i duheshin një milion vjet për të marrë çelësin e kodit. Por me ndihmën e kuantit, çdokush mund ta bëjë atë në çast. Rezulton se bota do të bëhet plotësisht e pasigurt: në fund të fundit, në botën moderne gjithçka kontrollohet nga kompjuterët: transfertat bankare, fluturimet me aeroplanë, bursat, raketat bërthamore! Pra, rezulton: kush zotëron informacionin, ai zotëron Botën. Kushdo që është i pari është Zoti. Një kompjuter kuantik do të bëhet më i fortë se çdo sistem armësh. Në Tokë, një garë e re armësh mund të fillojë (ose ka filluar tashmë), vetëm tani jo një bërthamore, por një kompjuter.
Zoti na bekoftë që të dalim të sigurt nga ajo...
