Co to jest obliczenia kwantowe?

Obliczenia kwantowe to nowa metoda obliczania za pomocą hipotetycznego komputera, zdolnego do przetwarzania prędkości niemożliwych dla tradycyjnych komputerów. Choć powstały najwcześniejsze komputery kwantowe, kiedy praktyczne maszyny kwantowe pojawią się na rynku, zrewolucjonizują całą branżę. Należy jednak poczynić znaczne postępy, zanim komputery kwantowe znajdą zastosowanie w głównym nurcie.

Obliczenia kwantowe działają dzięki możliwości wykonywania wielu obliczeń jednocześnie. Tradycyjne przetwarzanie komputerowe polega na wykonywaniu tylko jednego obliczenia na raz. Podczas gdy tradycyjne maszyny wykonują te obliczenia z imponującą prędkością, tylko wykonywanie pojedynczych operacji ogranicza ich możliwości. Komputery kwantowe nie mają takich ograniczeń i mogą wykonywać wiele obliczeń tak szybko lub szybciej niż tradycyjne komputery.

Chociaż może to nie wydawać się dużym postępem, możliwość wykonywania wielu obliczeń jednocześnie może mieć duże znaczenie w obliczeniach kwantowych. W rzeczywistości komputery kwantowe mogą sprawić, że dzisiejsze superkomputery wyglądają jak zabawki dla dzieci. W rzeczywistości obliczenia kwantowe mogą sprawić, że komputery wykorzystujące tę technologię będą miliony razy potężniejsze niż dzisiejsze najbardziej wydajne komputery.

Kluczem do obliczeń kwantowych jest kubit. Kubity różnią się od tradycyjnych bitów, które mogą przechowywać tylko wartość 0 lub 1, powszechnie znane jako binarne dla użytkowników komputerów. Zamiast być jednym lub drugim kubity mogą mieć wartość zarówno 0, jak i 1, a także wszystkie wartości od 0 do 1. Kubity są bardzo małymi właściwościami, zbudowanymi z atomów, jonów, fotonów lub elektronów.

Ponieważ obliczenia kwantowe wykorzystują tak małe instrumenty do przechowywania informacji, dane mogą łatwo ulec uszkodzeniu. Aby obliczenia kwantowe były praktyczne, należy opracować skuteczny sposób ustabilizowania kubitów, aby ich wartości nie uległy zmianie w normalnych okolicznościach. Jeśli wartość się zmieni, będzie wynosić 0 lub 1. To sprawi, że kubit nie będzie bardziej skuteczny niż tradycyjny bit.

Choć możliwości obliczeń kwantowych są ekscytujące, koncepcja może być również niebezpieczna. Praktyczny komputer kwantowy, jeśli wpadnie w niepowołane ręce, może być bardzo niebezpiecznym sprzętem. Ponieważ komputery kwantowe są w stanie przetwarzać wiele obliczeń i pracować z bardzo dużymi liczbami, byłyby w stanie bardzo szybko kodować i dekodować informacje. W rzeczywistości obecne metody szyfrowania nie stanowiłyby problemu dla komputera kwantowego. Naraziłoby to bardzo wrażliwe informacje na ataki hakerów w wielu niecnych celach.