Κβαντικοί Υπολογιστές

Οι κβαντικοί υπολογιστές αρχίζουν να εμφανίζονται σε πολλά βιομηχανικά και ερευνητικά εργαστήρια (IBM, Intel, Microsoft, Google). Οι κυβερνήσεις χρηματοδοτούν την έρευνα κβαντικών υπολογιστών σε πολλές χώρες. Ο αριθμός των κβαντικών bit (ή qubits) σε αυτά τα μηχανήματα φαίνεται να αυξάνεται κάθε φορά που ανακοινώνεται ένα νέο πρωτότυπο. Είναι μόνο θέμα χρόνου μέχρι να έχουμε αυτά τα ισχυρά μηχανήματα στην διάθεση μας.

Ο δρόμος είναι μακρύς

Στη χρονική κλίμακα των γεγονότων, μάλλον βρισκόμαστε ακόμη στην εποχή του κενού-σωλήνα ισοδύναμο για τους κβαντικούς υπολογιστές. Οι ερευνητές συστημάτων το αποκαλούν “θορυβώδες κβαντικό ενδιάμεσης κλίμακας” (NISQ, προφέρεται παρόμοιο με την εποχή “RISC” και “CISC”). Οι κβαντικοί επεξεργαστές αρχίζουν να δείχνουν δυνατότητες για υπολογιστική υπεροχή σε ορισμένα προβλήματα, αλλά λειτουργούν σε ένα πολύ θορυβώδες καθεστώς που είναι πολύ επιρρεπές σε λάθη.

Προκειμένου να επιτευχθεί η ευρεία υιοθέτηση που απολαμβάνουν οι κλασικοί υπολογιστές. Πρέπει να αναπτυχθούν και να εφαρμοστούν πολύ περισσότερες καινοτομίες και τεχνικές σε όλο το εύρος τους. Παρόμοιες με την εξέλιξη των κλασικών υπολογιστών.

Συνεργασία κβαντικού με κλασικό

Ταυτόχρονα, οι κβαντικοί υπολογιστές πιθανότατα δεν θα αντικαταστήσουν τα κλασικά μηχανήματα. Θα συνεργαστούν παράλληλα με τους κλασικούς υπολογιστές για να επιταχύνουν ορισμένες εφαρμογές. Αυτό είναι ανάλογο με το πώς χρησιμοποιούνται σήμερα οι GPU για την επιτάχυνση των χειρισμών γραφικών. Για το σκοπό αυτό, το υλικό κβαντικών υπολογιστών αναφέρεται συνήθως ως QPUs, ή κβαντικές μονάδες επεξεργασίας, και / θα ελέγχονται από έναν κεντρικό επεξεργαστή όπως μια CPU.

Πίσω στο μέλλον

Ακριβώς όπως οι επιστήμονες και οι επιχειρηματίες συγκεντρώθηκαν για να μας οδηγήσουν στην τρέχουσα εποχή της πληροφορίας. Πρέπει να το κάνουν ξανά για τους κβαντικούς υπολογιστές.

Αυτή τη φορά, ωστόσο, αντί να αξιοποιηθούν και να τιθασεύσουν τις κλασικές ιδιότητες των ηλεκτρονίων, η πρόκληση είναι να ελέγξουν τις κβαντικές ιδιότητες του σύμπαντος και να αξιοποιήσουν αυτές σε υπολογισμούς.

Με απλά λόγια

Οι σύγχρονοι υπολογιστές χρησιμοποιούν μόνο 2 καταστάσεις: ενεργοποίηση και απενεργοποίηση (1 και 0). Έχουμε εκμεταλλευτεί αυτές τις δυνατότητες για να κάνουμε λογικές λειτουργίες σε κλίμακα, όπου οι σύγχρονοι επεξεργαστές μπορούν να εκτελούν δισεκατομμύρια τέτοιες λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο.

Η κβαντική υπολογιστική μετατοπίζεται και λειτουργεί σύμφωνα με τις αρχές της κβαντικής μηχανικής, όπου οι καταστάσεις δεν είναι πλέον δυαδικές και μπορούν να είναι 1 ΚΑΙ 0 ταυτόχρονα.

Η μελέτη της κβαντικής πληροφορικής βρίσκεται σε πρώιμα στάδια και οι υπολογισμοί που μπορούμε να κάνουμε σήμερα είναι ασταθείς και επιρρεπείς σε σφάλματα. Πιστεύεται ότι τα επόμενα χρόνια, οι δυνατότητες της κβαντικής πληροφορικής θα ξεπεράσουν κατά πολύ αυτά που μπορούμε να κάνουμε με τους «κλασικούς» υπολογιστές. Ιδίως για την επίλυση ορισμένων υπολογιστικών προβλημάτων που είναι πολύ δύσκολα με τους σημερινούς επεξεργαστές.