העשורים האחרונים פיתחו מחשבים מהר מאוד. למעשה, על הזיכרון של דור אחד, הם הלכו מצינור מגושם, כובשים חדרים ענקיים לטאבלטים זעירים. הזיכרון והמהירות גדלו במהירות. אבל הרגע בא כאשר המשימות הופיעו מעבר לכוחם של מחשבים מודרניים.
מהו מחשב קוונטי?
הופעתם של משימות חדשות שאינן בשליטה של מחשבים רגילים, נאלץ לחפש הזדמנויות חדשות. וכמו אלטרנטיבה למחשבים קונבנציונליים, הופיע הקוואנטום. מחשב קוונטי הוא טכניקת מחשב, בסיס הפעולה, המבוסס על אלמנטים של מכניקת הקוונטים. עיקרו של מכניקת הקוונטים נוסח בתחילת המאה הקודמת. הופעתה אפשרה לפתרון בעיות רבות בפיזיקה שלא מצאו פתרון בפיסיקה הקלאסית.
למרות התיאוריה של quanta כבר נחשב המאה השנייה, זה עדיין מובנת רק מעגל צר של מומחים. אבל יש תוצאות אמיתיות של מכניקת הקוונטים, שאליה אנחנו כבר רגילים - טכנולוגיית לייזר, טומוגרפיה. ובסוף המאה האחרונה פותחה התיאוריה של חישוב הקוונטים על ידי הפיזיקאי הסובייטי יו מאנין. כעבור חמש שנים חשף דייוויד דויטש את הרעיון של מכונה קוונטית.
האם יש מחשב קוונטי?
אבל התגלמות הרעיונות לא היתה פשוטה כל כך. מדי פעם, יש דיווחים כי מחשב קוונטי נוסף נוצר. הפיתוח של טכנולוגיית מחשב כזו עובד על ידי ענקים בתחום טכנולוגיית המידע:
- D-Wave היא חברה מקנדה, אשר הייתה הראשונה להשיק את הייצור של מחשבים קוונטיים ההפעלה. עם זאת, מומחים מתלבטים אם מחשבים אלה הם מחשבים קוונטיים באמת ומה היתרונות שהם נותנים.
- יבמ - יצרה מחשב קוונטי ופתחה אותו למשתמשי אינטרנט לצורך ניסויים באלגוריתמים קוונטיים. בשנת 2025 החברה מתכננת ליצור מודל המסוגל לפתור בעיות מעשיות כבר.
- גוגל - הודיעה על שחרורו השנה של מחשב מסוגל להוכיח את עליונות של מחשבים קוונטיים על מחשבים קונבנציונליים.
- בחודש מאי 2017, מדענים סינים בשנחאי אמרו כי המחשב הקוונטי החזק ביותר בעולם נוצר, עולה על אנלוגים בתדירות של עיבוד אותות על ידי 24 פעמים.
- ביולי 2017, בוועידה במוסקבה על טכנולוגיות קוונטום, הוכרז כי מחשב קוונטי בגודל 51 קוביט נוצר.
מה ההבדל בין מחשב קוונטי למחשב רגיל?
ההבדל הבסיסי של מחשב קוונטי בגישה לתהליך החישוב.
- במעבד קונבנציונאלי, כל החישובים מבוססים על סיביות הקיימות בשתי מדינות 1 או 0. כלומר, כל העבודה מצטמצמת לניתוח כמות עצומה של נתונים לצורך עמידה בתנאים שנקבעו. המחשב הקוונטי מבוסס על qubits (ביטים קוונטיים). התכונה שלהם היא היכולת להיות במצב 1, 0, וגם בו זמנית 1 ו 0.
- היכולות של מחשב קוונטי גדלות באופן משמעותי, שכן אין צורך לחפש את התשובה הנכונה בין הסט. במקרה זה, התשובה נבחרת מהגרסאות הקיימות כבר עם הסתברות מסוימת של התכתבות.
מהו מחשב קוונטי?
העיקרון של מחשב קוונטי, המבוסס על בחירה של פתרון עם הסתברות מספקת ויכולת למצוא פתרון כזה פעמים רבות מהר יותר מאשר מחשבים מודרניים, קובע את מטרת השימוש בו. קודם כל, את הופעתה של סוג זה של טכנולוגיית המחשב מודאג cryptographers. הסיבה לכך היא היכולת של מחשב קוונטי בקלות לחשב סיסמאות. לכן, המחשב הקוונטי החזק ביותר, שנוצר על ידי מדענים רוסים-אמריקאים, מסוגל לקבל מפתחות למערכות הצפנה קיימות.
יש גם משימות שימושיות יותר שימושי עבור מחשבים קוונטיים, הם קשורים עם התנהגות של חלקיקים בסיסיים, גנטיקה, בריאות, שווקים פיננסיים, הגנה על רשתות מפני וירוסים, בינה מלאכותית ועוד רבים אחרים מחשבים רגילים לא יכול לפתור.
כיצד מסודר מחשב קוונטי?
בניית מחשב קוונטי מבוססת על שימוש בקוויטים. כמו ביצועים פיזיים של qubits בשימוש כיום:
- טבעות של מוליכים עם מגשרים, עם זרם רב-כיווני;
- אטומים בודדים, תחת השפעת קורות לייזר;
- יונים;
- פוטונים;
- וריאנטים של השימוש של nanocrystals של מוליכים למחצה מפותחים.
מחשב קוונטי - עקרון הפעולה
אם יש ודאות עם מחשב קלאסי בעבודה, אז השאלה איך עובד מחשב קוונטי קשה לענות. תיאור הפעולה של מחשב קוונטי מבוסס על שני משפטים בלתי מובנים:
- העיקרון של סופרפוזיציה הוא שאלה של qubits מסוגל להיות בו זמנית בעמדות 1 ו -0. זה מאפשר כמה חישובים להתבצע בו זמנית, ולא ממיין את האפשרויות, אשר נותן רווח גדול בזמן;
- התנגשות קוונטית היא תופעה שציינה א 'איינשטיין, שהיא החיבור בין שני חלקיקים. במילים פשוטות, אם לאחד החלקיקים יש ישות חיובית, ואז השני לוקח מיד שלילי חיובי. קשר זה מתרחש ללא קשר למרחק.
מי המציא את המחשב הקוונטי?
הבסיס למכניקת הקוונטים הוקרן כבר בתחילת המאה הקודמת, כהשערה. התפתחותה קשורה לפיסיקאים מבריקים כמו מקס פלאנק, איינשטיין, פול דיראק. בשנת 1980 הציע אנטונוב את רעיון האפשרות של חישוב קוונטי. שנה לאחר מכן ריצ'רד פיינמן תיאר את המחשב הקוונטי הראשון.
עכשיו יצירת מחשבים קוונטיים בשלב הפיתוח ואפילו קשה לדמיין מה מחשב קוונטי יכול לעשות. אבל ברור לחלוטין כי מאסטרינג כיוון זה יביא אנשים תגליות חדשות רבות בכל תחומי המדע, יאפשר לנו להסתכל לתוך העולם מיקרו מאקרו, כדי ללמוד יותר על טבעו של המוח, גנטיקה.