Πώς λειτουργούν οι κβαντικοί υπολογιστές ;

Πολλές φορές σας έχουμε γράψει για το καινούριο θαύμα των κβαντικών υπολογιστών. Των υπολογιστών αυτών που θα μπορούν να πραγματοποιούν πολλαπλάσιους υπολογισμούς από τους συμβατικούς υπερυπολογιστές που γνωρίζουμε έως τώρα, άρα, κάνοντας δυνατές τις λύσεις πολλών άλυτων μαθηματικών, λογικών και φυσικών προβλημάτων. Δεν έχουμε ασχοληθεί, όμως, με ιδιαίτερη λεπτομέρεια, με το πώς δουλεύουν οι κβαντικοί υπολογιστές, θεωρητικά, έτσι δεν είναι; Πάμε λοιπόν.

Αρχίζοντας λοιπόν από την αρχή, όπως υποδεικνύει το όνομά τους, οι κβαντικοί υπολογιστέςχρησιμοποιούν τις αρχές της κβαντικής φυσικής. Αντίθετα με τα συμβατικά δυαδικά συστήματα που βασίζονται σε δεδομένα που κωδικοποιούνται σε bits (στην στοιχειώδη μονάδα πληροφορίας στην επιστήμη των υπολογιστών και μπορούν να έχουν την μορφή 0 και 1) οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν τα qubit.

Τα qubit, ή αλλιώς quantum bit, μπορεί να είναι το καθένα του τιμή 0 ή και 1 ή… καιοτιδήποτε στο μεσοδιάστημα. Δύσκολο να το καταλάβει κανείς; Ας χρησιμοποιήσουμε ένα απίθανο παράδειγμα που διαβάσαμε στο Gizmodo:

Φανταστείτε ένα τραπέζι στρωμένο με νομίσματα. Σε ένα κλασσικό υπολογιστή, κάθε ένα από αυτά τα νομίσματα, θα δείχνει κορώνα ή γράμματα. Στον κβαντικό υπολογιστή, κάθε νόμισμα μπορεί να δείχνει 25% κορώνα και 75% γράμματα. Ή 19% γράμματα και 81% κορώνα. Κάθε νόμισμα δηλαδή, μπορεί να έχει την οποιαδήποτε θέσει ανάμεσα στην μία πλευρά και την άλλη. Και μόλις μετρηθεί η θέση του, να πάρει τελικά τη θέση εκείνη που θα του έχει δείξει η τοποθέτησή μας και η βαρύτητα στο τραπέζι.

Επειδή ακριβώς κάθε qubit μπορεί να εμπεριέχει ένα τόσο μεγάλο αριθμό από πιθανές αξίες πέρα από το 0 ή το 1, ένας ελάχιστον αριθμός από qubit μπορούν να φέρουν απίστευτες ποσότητες πληροφορίες.  100 qubit και μόνο, μπορούν να αποθηκεύσουν1.267.650.600.288.229.401.496.703.205.375 διαφορετικούς αριθμούς. Ποσότητα που αποτελεί ένα τρισεκατομμύριο φορές την αποθηκευτική ικανότητα όλων των υπολογιστών που έχουν φτιαχτεί ποτέ.

Ακούγεται μαγικό ε; Ε, δεν είναι ακριβώς. Γιατί η τόσο μεγάλες δυνατότητες των κβαντικών υπολογιστών, έχουν δημιουργήσει τρία βασικά προβλήματα προς το παρόν:

Α. Δεν είναι σίγουρο ότι έχουν φτιαχτεί αξιόπιστοι κβαντικοί υπολογιστές γιατί κανείς δεν ξέρει ακριβώς πώς να τους φτιάξει ακόμα (κι ας έχουν γίνει τα πρώτα βήματα)

Β. Δεν γνωρίζει κάποιος ακόμα πώς να γράψει κώδικα γι αυτούς  τους υπολογιστές

Γ. Η υπολογιστική τους δυνατότητα είναι τόσο μεγάλη, που δεν μπορεί κανείς να εξακριβώσει αν τα αποτελέσματα που θα δώσουν σε προβλήματα, είναι σωστά ή όχι.

Μέχρι να λυθούν αυτά τα προβλήματα και να κάνουν εφικτή την χρήση κβαντικών υπολογιστών, δείτε το παρακάτω επεξηγηματικό βίντεο για το πώς δουλεύουν:

πηγή : digitallife.gr

Posted in: Ιστορία