En kvantecomputer er en dataenhet som bruker kvantemekanikkens fenomener til å overføre og behandle data. Ideen om kvanteberegning ble uavhengig foreslått av Yuri Manin og Richard Feynman på begynnelsen av 80-tallet av forrige århundre. Siden den gang er det gjort enormt mye arbeid for å lage en kvantecomputer. Imidlertid er en fullverdig universal kvantecomputer fremdeles en hypotetisk enhet, hvis utvikling er assosiert med den alvorlige utviklingen av kvanteteori. Til dags dato er det laget noen få eksperimentelle systemer med en algoritme med lav kompleksitet. Hvordan fungerer en kvantecomputer - mer om det i dagens utgave!
Hovedforskjellen mellom en kvantecomputer og en klassisk er presentasjonen av informasjon. Konvensjonelle datamaskiner basert på transistorer og silisiumchips bruker en binær kode for å behandle informasjon. Litt har du som kjent to grunntilstander - null og en, og kan bare være i en av dem. Når det gjelder en kvantecomputer, er dets arbeid basert på prinsippet om superposisjon, og i stedet for biter brukes kvantebiter, kalt qubits. En kvbit har også to grunntilstander: null og en. Imidlertid, takket være superposisjonen, kan en kvbit ta på seg verdiene oppnådd ved å kombinere dem, og være i alle disse tilstandene på samme tid. Dette er parallelliteten til kvanteberegning, det vil si at det ikke er behov for å iterere over alle mulige varianter av tilstandene i systemet. I tillegg,For å beskrive den eksakte tilstanden til et system, trenger en kvantecomputer ikke enorm databehandlingskraft og volum RAM, siden bare 100 qubits er nok til å beregne et system på 100 partikler, og ikke en billion billioner biter.
Det er også verdt å merke seg at en endring i tilstanden til en viss kvbit i en kvantecomputer fører til en endring i tilstanden til andre partikler, noe som er en annen forskjell fra en konvensjonell datamaskin. Og denne endringen kan styres. Prosessen med en kvantecomputer ble foreslått av den britiske teoretiske fysikeren David Deutsch i 1995, da han opprettet en krets som var i stand til å utføre noen beregninger på kvantenivå. I følge skjemaet hans blir det først tatt et sett med qubits og deres innledende parametere blir registrert. Deretter utføres de nødvendige transformasjonene ved hjelp av logiske operasjoner og den resulterende verdien blir skrevet, som er resultatet av datamaskinen. Qubits fungerer som ledninger, og logiske blokker utfører transformasjoner.
I følge forskere vil kvantemaskiner være millioner ganger kraftigere enn dagens. En rekke algoritmer for drift av en kvantecomputer er allerede beskrevet, og til og med spesielle programmeringsspråk utvikles. Forskere ved Cisco Systems spår at en fullt funksjonell kvantecomputer vil dukke opp i midten av det neste tiåret. Japan er ledende på dette området: mer enn 70% av all forskning gjøres i dette landet.
