Hvad Er Quantum Computing?

2023 Forfatter: Susan Creighton | [email protected]. Sidst ændret: 2023-11-26 12:32

Overvej dette: Smarttonen i lommen har kraften fra en circa 1967-computer, der krævede det fysiske rum i et helt rum, og det var et meget stort rum på det.

Selv med de utrolige teknologiske fremskridt, der er gjort siden da, er der stadig meget komplekse problemer, som nuværende computere simpelthen ikke kan løse, stort set fordi de er begrænset til at beregne en ting ad gangen. Kvanteberegning kan overvinde denne begrænsning, og det er derfor, det er så spændende.

Kvanteberegning er relateret til kvantemekanikens love, en gren af fysik, der udforsker de meget mindste dele af den fysiske verden på de mest grundlæggende måder, herunder hvordan partikler indtager mere end en tilstand på samme tid. Den tidlige oprindelse af kvanteberegning begyndte med Albert Einsteins samarbejde fra 1935 med fysikerne Boris Podolsky og Nathan Rosen. Einstein pooh-poohed det fænomen, som kvanteberegning er baseret på: sammenfiltring. Men det samme fænomen er siden blevet bevist muligt.

Paul Benioff, en fysiker ved Argonne National Laboratory, er bredt krediteret for at være den første til at anvende kvanteteori på computere i 1981. I kvanteberegning finder traditionelle fysiske love ikke længere anvendelse. I stedet for at kode information i bits med værdier på 1s og 0s, der fungerer som tænd / sluk-switches for at køre computerfunktioner, bruger kvanteberegning kvantebits - kendt ved qubits.

Qubits fungerer forskelligt, idet hver qubit repræsenterer både en 1 og 0 samtidigt; i superposition. Qubits i superposition kan korreleres med hinanden (sammenfiltring). Forviklinger gør det muligt for kvantecomputere at behandle information på mere sofistikerede måder (dvs. flere computerfunktioner, der behandler information på samme tid) for at løse ekstremt komplekse problemer, der simpelthen ikke kan ophæves af traditionelle computere.

Kvantecomputerprocessorer er lysår hurtigere end nutidens computere, hvilket gør det muligt at lagre og manipulere utroligt store mængder data ved hjælp af langt mindre energi end en konventionel computer. Desuden tager disse kraftfulde maskiner en helt ny tilgang til informationsbehandling.

Riktigt, alt dette lyder meget som science fiction, men det er det ikke. Forskere har allerede bygget kvantecomputerprototyper, der fungerer, behandler data og bliver undersøgt. I dag bevæger teknologiske fremskridt os tættere og tættere på oprettelsen af en praktisk kvantecomputer, et nyt computerværktøj med ufattelig magt. For at være sikker forventes det ikke, at kvanteberegning vil erstatte eller hindre den igangværende udvikling, den stadigt stigende magt og den praktiske brug af de computere, vi alle bruger i dag. I stedet forventes kvantecomputere at eksistere sammen med traditionelle computere, idet de påtager sig mere komplekse problemer, som kun kvantecomputering kan løse.

Så hvornår ser vi en praktisk kvantecomputer? Det er ikke så langt væk i fremtiden. Forfatter Russ Juskalian fra MIT Technology Review forudsagde for nylig, at praktisk kvanteberegning vil være tilgængelig på kun fire til fem år. Corporate finansiering henter endelig ind fra virksomheder som Google og Intel for at støtte forskning og udvikling af en praktisk kvantecomputermaskine. Tidligere eksisterede en praktisk kvantecomputer kun på papir.

I at uddanne andre om kvanteberegning og udforske potentialet i dette nye informationsbehandlingsværktøj bruger IBM et ægte eksempel. IBM siger, at nuværende computere ikke kan modellere koffein eller forstå dens molekylære struktur og egenskaber. Kvanteberegning har potentialet til at låse op for denne form for udfordring og utallige andre.