Un computer cuantic este un dispozitiv de calcul care utilizează fenomenele mecanicii cuantice pentru a transmite și prelucra date. Ideea calculului cuantic a fost propusă în mod independent de Yuri Manin și Richard Feynman la începutul anilor 80 ai secolului trecut. De atunci, s-a făcut o cantitate extraordinară de muncă pentru crearea unui computer cuantic. Cu toate acestea, un computer cuant universal universal este încă un dispozitiv ipotetic, a cărui dezvoltare este asociată cu dezvoltarea serioasă a teoriei cuantice. Până în prezent, au fost create câteva sisteme experimentale cu un algoritm de complexitate redusă. Cum funcționează un computer cuantic - mai multe despre asta în numărul de astăzi!
Principala diferență între un computer cuantic și unul clasic este prezentarea informațiilor. Calculatoarele convenționale bazate pe tranzistoare și cipuri de siliciu folosesc un cod binar pentru procesarea informațiilor. Un pic, după cum știți, are două stări de bază - zero și una și poate fi doar într-una dintre ele. În ceea ce privește un computer cuantic, activitatea sa se bazează pe principiul superpoziției și în loc de biți se folosesc biți cuantici, numiți qubits. Un qubit are de asemenea două stări de bază: zero și una. Cu toate acestea, datorită superpoziției, un qubit poate prelua valorile obținute prin combinarea lor și să fie în toate aceste stări în același timp. Acesta este paralelismul calculului cuantic, adică nu este necesar să se itereze asupra tuturor variantelor posibile ale stărilor sistemului. In afara de asta,pentru a descrie starea exactă a unui sistem, un computer cuantic nu are nevoie de putere de calcul uriașă și volume de memorie RAM, deoarece doar 100 de cbiti sunt suficiente pentru a calcula un sistem de 100 de particule și nu un trilion de trilioane de biți.
De asemenea, este de remarcat faptul că o schimbare a stării unui anumit qubit într-un computer cuantic duce la o modificare a stării altor particule, ceea ce este o altă diferență față de un computer convențional. Și această schimbare poate fi gestionată. Procesul unui computer cuantic a fost propus de fizicianul teoretic britanic David Deutsch în 1995, când a creat un circuit capabil să efectueze orice calcul la nivel cuantic. Conform schemei sale, mai întâi se ia un set de cabluri și se înregistrează parametrii lor inițiali. Apoi, transformările necesare sunt efectuate folosind operații logice și se scrie valoarea rezultată, care este rezultatul calculatorului. Qubiturile acționează ca fire, iar blocurile logice efectuează transformări.
Potrivit oamenilor de știință, calculatoarele cuantice vor fi de milioane de ori mai puternice decât cele actuale. A fost deja descrisă o mare varietate de algoritmi pentru funcționarea unui computer cuantic și chiar sunt dezvoltate limbaje speciale de programare. Cercetătorii de la Cisco Systems prezic că un computer cuantic complet funcțional va apărea până la mijlocul următorului deceniu. Japonia este lider în acest domeniu: peste 70% din toate cercetările sunt făcute în această țară.
