Hvad er og hvordan fungerer en kvantecomputer?

Vi har alle hørt ordene kvantecomputer på et tidspunkt, men generelt ved meget få, hvad det virkelig er. For mange er det første, der kommer til at tænke på en meget kraftig personlig computer, der er i stand til at udføre enhver opgave, men med maksimal hastighed, men det er ikke en simpel superkraftig computer, Det er meget mere end det.

Skønt disse er maskiner, der er uden for offentlighedens rækkevidde, de skaber en masse nysgerrighed. I denne artikel forklarer vi, hvad en kvantecomputer er, og hvad den generelt bruges til, og hvad er kvantefænomenerne, som dens magt er baseret på.

Hvad er en kvantecomputer?

Kvantecomputere er mammutmaskiner, der udnytter nogle fænomener i kvantemekanik for at opnå store stigninger i processorkraft. Kvantecomputere er i stand til at holde trit med bitumen til enhver traditionel super-stationær computer. Noget, der ofte omtales som kvanteoverherredømme.

Betyder dette, at vi alle ender med at have en kvantecomputer derhjemme til at surfe på internettet eller spille videospil? Absolut ikke. Klassiske maskiner vil fortsat være den sædvanlige løsning, både for at løse vores problemer, og som vores interaktive fritid kan baseres på. Også den mest økonomiske.

Kvantecomputere lover at være et løft for forskellige områder af teknologisk fremskridt, såsom videnskab, medicin eller genetik. Nogle virksomheder begynder allerede at bruge dem til at udvikle deres nye produkter, som det kan være nye lettere og mere holdbare materialer, der fuldstændigt erstatter termisk brændstof.

kvante

Hvordan fungerer en kvantecomputer?

Disse maskiner baserer ikke deres strøm på konventionel hardware, ligesom den vi kan finde på vores hjemmecomputere, handler det ikke om grafikkort og processorer i stor skala, det går meget mere end det, både i mængde og kompleksitet. Hemmeligheden bag en kvantecomputers kraft ligger i dens evne til at generere og manipulere kvantebits eller qubits.

Hvad er en Qubit?

Traditionelle computere bruger bits, megabyte, gigabits…. En strøm af elektriske eller optiske impulser, der repræsenterer en og nuller. Hele den virtuelle verden fra en e-mail, et websted eller en film, som vi ser online, er afgørende for en lang kæde af nuller og ener.

Kvantecomputere bruger qubits, subatomære partikler som elektroner eller fotoner. Tilgangen for nogle virksomheder som Google er afhængig af superledende kredsløb afkølet til temperaturer lavere end dybe rum. Andre fanger individuelle atomer i elektromagnetiske felter på en siliciumchip i et vakuumkammer. I begge tilfælde er målet at isolere qubits til en kontrolleret kvantetilstand.

Qubits har nogle ejendommelige egenskaber, som gør en gruppe af dem i stand til at give meget mere processorkraft end det samme antal binære bits. De vigtigste kaldes superposition og kvanteindvikling.

Hvad er kvanteoverlejring?

Kvantesuperposition ligger i naturen, når en elementær partikel samtidig har to eller flere tilstande, som det sker med fotoner, som de kan blive på to forskellige steder på samme tid, noget ufatteligt i den almindelige fysiske verden.

Denne egenskab observeres også i andre partikler såsom elektroner eller neutroner, i atomer eller endda i små molekyler. Denne rejse har ført forskere til at undre sig over, hvor grænsen er mellem kvanteverdenen og det, vi kalder den virkelige verden, når en partikel ophører med at være kvante og udsættes for kendte fysiske love.

Takket være dette fænomen kan en kvantecomputer med flere overlappende qubits nå frem til et stort antal mulige resultater samtidigt.

kvantechips

Kvantforvikling

Du kan generere par "sammenfiltrede" qubits, hvorved begge eksisterer i samme kvantetilstand. Skift tilstanden for en af ​​qubits det ville straks ændre hinandens tilstand på en forudsigelig måde, dette sker, selvom du er langt fra hinanden.

Det vides ikke med sikkerhed, hvordan eller hvorfor kvanteindvikling faktisk fungerer. Noget der var i stand til at forvirre Albert Einstein selv, der ville beskrive det som "en skræmmende handling på afstand". Forvikling er afgørende for kvantecomputere at erhverve deres store magt. I en konventionel computer fordobler antallet af bits en fordobling af dets processorkraft. I tilfælde af en kvantecomputer giver tilføjelse af yderligere qubits en eksponentiel forøgelse af dens kapacitet.

Disse maskiner drager fordel af qubits viklet ind i en slags quantum daisy chain til at udføre operationer. Maskiners evne til at fremskynde beregninger med specialdesignede kvantealgoritmer er grunden til, at de genererer så meget spænding.

Pero ikke alt er usædvanligt, når det kommer til kvantecomputere, da de er meget modtagelige for fejlpå grund af beregningsmæssig inkonsekvens.

Uoverensstemmelse

Dette er et fænomen, der får kvanteopførsel til at henfalde og til sidst forsvinder på grund af interaktionen mellem qubits og deres miljø, da deres kvantetilstand er meget skrøbelig. En lille vibration eller en temperaturændring kan få dem til at komme ud af overlapningen, før opgaven er afsluttet. Af denne grund opbevares qubits normalt i køleskabe og vakuumkamre ved en meget lav temperatur.

Googles kvantecomputer

Google har ikke ønsket at blive efterladt, når det kommer til kvanteteknologi, den nordamerikanske kæmpe har udviklet en kvantecomputer, der er i stand til at udføre en beregning på 200 sekunder, hvilket i en traditionel super pc ville have taget ti tusind år. Derfor proklamerer det, at kvantecomputere er den nærmeste fremtid. Selvom IBM's konkurrence ikke er helt enig.

Neutrale forskere viser, at Googles kvantecomputer måtte udføre en tilfældig talberegning, der kun kunne få succes, hvis alle computerens komponenter fungerede i perfekt harmoni.

Præsident for google med en videnskabsmand

Google planlægger ikke at blive efterladt i dette løb og lover derfor at investere meget mere kapital i denne teknologi. I tilfælde af Google kan vi intuitere, at dette vil være tilfældet, selvom IMB ikke har til hensigt at sidde stille ved, da de fleste af dets ressourcer i øjeblikket er dedikeret til at forbedre denne teknologi. Tiden vil vise, om Google alene er i stand til at udvikle kvanteherredømme eller bliver nødt til at deltage i sin konkurrence.

Det er en teknologi, der kan gavne os alle i udviklingen af ​​medicin, der er i stand til at helbrede sygdomme uhelbredelig indtil videre.


Indholdet af artiklen overholder vores principper for redaktionel etik. Klik på for at rapportere en fejl her.

Vær den første til at kommentere

Efterlad din kommentar

Din e-mailadresse vil ikke blive offentliggjort. Obligatoriske felter er markeret med *

*

*

  1. Ansvarlig for dataene: Miguel Ángel Gatón
  2. Formålet med dataene: Control SPAM, management af kommentarer.
  3. Legitimering: Dit samtykke
  4. Kommunikation af dataene: Dataene vil ikke blive kommunikeret til tredjemand, undtagen ved juridisk forpligtelse.
  5. Datalagring: Database hostet af Occentus Networks (EU)
  6. Rettigheder: Du kan til enhver tid begrænse, gendanne og slette dine oplysninger.