Wat is een kwantumcomputer?

Een kwantumcomputer is elk apparaat dat kwantummechanische fenomenen gebruikt om algoritmen uit te voeren. Omdat kwantumcomputers fundamenteel verschillende computationele eigenschappen hebben dan conventionele computers, worden gegevens die in kwantumcomputers worden bewaard qubits genoemd in plaats van bits. In conventionele computers worden gegevens weergegeven door microscopische groeven op een harde schijf. In een kwantumcomputer worden gegevens weergegeven door de kwantumeigenschappen van een gegeven molecuul of set moleculen.

in plaats van het uitvoeren van berekeningen door gegevens uit een harde schijf op te halen en te verwerken met een geïntegreerd circuit gevuld met logische poorten, procesgegevens van kwantumcomputersprocesgegevens door de informatie te bombarderen met korte parcule met korte pulsen van bestraling. Elke bombardementcyclus vertegenwoordigt een algoritmische bewerking op de gegevens in het molecuul. Wanneer het algoritme eindigt, wordt de kwantumtoestand van het molecuul gemeten, een proces dat zelf het eindresultaat voorschrijft. Dit komt door het fundamenteelOnzekere aard van de kwantummechanica.

Om deze moeilijkheid te omzeilen, worden kwantumcomputingsalgoritmen meerdere keren uitgevoerd en benadert het gewogen gemiddelde van de output asymptotisch het juiste antwoord. Omdat kwantummechanische fenomenen inherent probabilistisch zijn in plaats van deterministisch, is een goed gedefinieerd antwoord bij de eerste poging niet mogelijk.

Quantumcomputers hebben bepaalde mogelijkheden die klassieke computers missen. Quantum Computing maakt de snelle factorisatie van grote aantallen (een expliciete bedreiging voor conventionele cryptografische technieken) mogelijk, de meer accurate simulatie van kwantumfenomenen en zeer efficiënte database -zoekopdracht.

Voor elke zoekruimte van grootte n knooppunten, waarbij elk knooppunt een mogelijke oplossing voor een probleem vertegenwoordigt, is er slechts één mogelijke oplossing en moet elk knooppunt afzonderlijk worden gecontroleerd op eigenschappen die overeenkomen met een juiste oplossing,Quantum Computing biedt een fantastische versnelling. In conventionele computers is de gemiddelde zoektijd de duur van de tijd die nodig is om elk knooppunt te controleren, het aantal knooppunten ( n ) gedeeld door twee (het is waarschijnlijk dat de oplossing ongeveer halverwege de zoekopdracht zal worden gevonden). In kwantumcomputers is de gemiddelde zoektijd de tijdsduur die nodig is om elke knooppunt te controleren, de vierkantswortel van n . Dit geeft een enorm voordeel dat alleen maar indrukwekkender wordt als we grotere problemen overwegen.

Het is nog niet mogelijk om alle toepassingen van volwassen kwantumcomputers te bedenken. Het grootste aantal qubits ooit in één Quantum Computing -systeem is 7. Aangezien Quantum Computing Research snel doorgaat met vele miljoenen dollars aan financiering, zal het slechts een kwestie van tijd zijn totdat er een kritische doorbraak optreedt en indrukwekkende toepassingen worden uitgevonden.