Komputer kwantowy wykonuje równolegle wiele obliczeń
Piotr Mazurkiewicz
Komputery kwantowe dysponują prawie nieograniczonymi zdolnościami, jednak ich twórcy muszą najpierw zmierzyć się z problemem korekcji błędów, które występują podczas szybkich obliczeń. W ostatnich latach sztuczna inteligencja zdominowała świat technologii, lecz dziedziną, która może ją przebić, są właśnie komputery kwantowe.
Jak funkcjonują komputery kwantowe?
Urządzenia oparte na zasadach fizyki subatomowej oferują zdolność przetwarzania tak ogromną, że mogą złamać obecne systemy szyfrowania w zaledwie kilka sekund. Jednak ten sam sprzęt może również przyspieszyć badania nad nowymi lekami, zredukować emisję z przemysłu oraz zrewolucjonizować globalne finanse.
Tradycyjne układy scalone przechowują dane w postaci bitów, czyli mikroskopijnych tranzystorów o wartości 0 lub 1. Inżynierowie rozszerzyli ten model, a dzisiejsze zaawansowane procesory wykonują miliardy operacji na sekundę, ale struktura pozostaje liniowa, co oznacza, że podwojenie liczby tranzystorów przekłada się na mniej więcej podwojenie mocy.
Z kolei procesory kwantowe stosują kubity, które mogą jednocześnie reprezentować wartość 0, 1 lub być obydwoma dzięki superpozycji stanu kwantowego. Kiedy dwa lub więcej kubitów jest splątanych, system jest w stanie równocześnie analizować wiele kombinacji numerycznych. Gdy dodamy trzeci kubit, przechodzimy z analizy czterech stanów do ośmiu, a czwartego kubitu do 16 itd., co powoduje gwałtowny wzrost wydajności obliczeniowej, który pozostawia współczesne superkomputery daleko w tyle.
Czym są kubity?
Krysta Svore, która prowadzi zespół Microsoftu zajmujący się oprogramowaniem kwantowym, wyjaśnia to w sposób przystępny na łamach Interestingengineering.com: kubit jest kwantowym odpowiednikiem tranzystora, ale umożliwia przechowywanie i przetwarzanie znacznie większej ilości informacji jednocześnie. Ta swoboda wiąże się jednak z delikatnością. Samo odczytanie kubitu powoduje zniszczenie jego superpozycji, dlatego każda użyteczna operacja kwantowa musi zostać zakończona, zanim stan ulegnie rozkładowi. Kluczowym wyzwaniem inżynieryjnym jest utrzymanie kubitów w spójności wystarczająco długo, aby mogły realizować konkretne zadania.
Do
