Κβαντικός υπολογιστής - η τεχνολογία του μέλλοντος

Ένας κβαντικός υπολογιστής είναι κάτι εξωπραγματικό καιμακρινή, σαν επισκέπτης από το μέλλον. Από καιρό σε καιρό υπάρχουν σημειώσεις για τους επιστήμονες και μέτρια τα επιτεύγματά τους στον τομέα της κβαντικής φυσικής, αλλά είναι νωρίς για να γιορτάσουν μια νίκη, γιατί σε αυτό το επιστημονικό πεδίο είναι ακόμα πολλά λευκά στίγματα. Ίσως σε μια-δυο δεκαετίες, οι κβαντικοί υπολογιστές θα αντικαταστήσουν πλήρως τα συνήθη απλούς υπολογιστές μας, ξεπερνώντας την ψυχική τους ανάπτυξη και αφήνοντας πολύ πίσω, αλλά σήμερα μπορεί μόνο ελπίδα.

Οι επιστήμονες έχουν ήδη καταφέρει να αναπτύξουν ένα κβαντικό ρολόι,υπερβαίνοντας την ακρίβεια του τρέχοντος προτύπου μέτρησης χρόνου κατά 100.000 φορές, οπότε είναι πολύ πιθανό ότι σύντομα θα σημειωθεί πρόοδος στον τομέα των τεχνολογιών πληροφορικής. Σήμερα, υπάρχουν τεράστιες εξελίξεις στην ανάπτυξη των κβαντικών υπολογιστών. Όχι πολύ καιρό πριν, τέσσερις ομάδες επιστημόνων από την Ιταλία, τη Βρετανία, την Αυστρία και την Αυστραλία, ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, δημιούργησαν το απλούστερο μοντέλο ενός κβαντικού υπολογιστή, συντονισμένου σε περιορισμένο κβαντικό υπολογισμό.

Ένας κβαντικός υπολογιστής είναι ικανός να λύσει ολόκληρο το πρόβλημασύγχρονη τεχνολογία υπολογιστών. Τώρα μπορείτε να κωδικοποιήσετε μόνο μία από τις τιμές - μηδέν ή ένα, αλλά ταυτόχρονα το φωτόνιο μπορεί να μεταφέρει και τις δύο τιμές για κάθετη και οριζόντια πόλωση. Τα νεώτερα συστήματα θα είναι σε θέση να πραγματοποιούν όλους τους υπολογισμούς ταυτόχρονα και όχι εναλλάξ, όπως κάνουν οι συμβατικοί υπολογιστές.

Ένας σύγχρονος κβαντικός υπολογιστής, ή μάλλον τουπρωτόγονο μοντέλο, μοιάζει με ένα δίκτυο μονοπατιών οπτικών ινών σε ένα μικροτσίπ με πολλές εισόδους και εξόδους. Στο λαβύρινθο ξεκινούν μεμονωμένα φωτόνια, σε κάθε διασταύρωση περνούν μέσα από ένα σύστημα καθρεπτών διαχωριστών δέσμης. Σε αυτό το στάδιο τα φωτόνια αντανακλώνται ή μεταδίδονται. Αποδεικνύεται ότι ενώ το φωτόνιο φθάνει στην έξοδο από το λαβύρινθο, θα συγκρουστεί με τον διαχωριστή δέσμης τρεις φορές.

Η ίδια η κβαντική φύση είναι πολύ περίπλοκη,έτσι είναι σχεδόν αδύνατο να γίνει ο σωστός υπολογισμός, δείχνοντας πού ακριβώς θα εμφανιστεί το φωτόνιο. Αυτό δεν είναι εύκολο να γίνει, ακόμη και αν ξεκινήσει μόνο ένα φωτόνιο στον λαβύρινθο. Και αν το έργο είναι να περιπλέξει και να τρέξει αρκετά σωματίδια, και στο λαβύρινθο για να αυξήσει τον αριθμό των διαδρομών, τότε η πρόβλεψη θα είναι πολύ δύσκολη. Το μοντέλο που εφευρέθηκε από τους επιστήμονες δεν είναι παρά ένας μόνιμος πίνακας, η ενσωμάτωση μιας μαθηματικής λειτουργίας.

Σε έναν σύγχρονο υπολογιστή μπορείτε να προσομοιώσετελύση του προβλήματος, αλλά μόνο υπό την προϋπόθεση ότι πολλά σωματίδια ταξιδεύουν μέσω του λαβυρίνθου, αλλά είναι μικρά. Εάν οι συνθήκες είναι περίπλοκες, για παράδειγμα, για να αυξήσετε τον αριθμό των φωτονίων ή μονοπατιών στον λαβύρινθο, τότε ακόμα και η πιο ισχυρή τεχνική δεν μπορεί να πραγματοποιήσει υπολογισμούς.

Ένας κβαντικός υπολογιστής που δημιουργείται από επιστήμονες μπορείμόνο για τον υπολογισμό του μόνιμου πίνακα, για πιο σύνθετα και διαφορετικά καθήκοντα δεν είναι κατάλληλο. Αλλά αυτό είναι μόνο το πρώτο βήμα προς την εφεύρεση της τεχνολογίας του μέλλοντος. Το έργο των ερευνητών ήταν να καταδειχθεί η δυνατότητα χρησιμοποίησης φωτονικών συσκευών που μπορεί να αντιμετωπίσει το έργο. Η μελέτη διεξήχθη άψογα, έτσι ώστε να είναι ακόμα πιθανό ότι στο εγγύς μέλλον θα υπάρξουν νέες συσκευές που βασίζονται σε αυτή την τεχνολογία, και είναι πλήρως αντικατασταθεί από σύγχρονους υπολογιστές.