Obliczenia kwantowe (Quantum Computing) to dziedzina obliczeń skoncentrowana na rozwijaniu technologii komputerowej opartej na zasadach teorii kwantowej, która wyjaśnia zachowanie energii i materiału na poziomie atomowym i subatomowym.
Klasyczne komputery, których obecnie używamy, mogą kodować informacje tylko w bitach, które przyjmują wartość 1 lub 0. To ogranicza ich możliwości. Z drugiej strony obliczenia kwantowe wykorzystują bity kwantowe lub kubity. Wykorzystuje unikalną zdolność imiesłowów subatomowych, która pozwala im istnieć w więcej niż jednym stanie, tj. 1 i 0 jednocześnie. Superpozycja i splątanie to dwie cechy fizyki kwantowej, na których oparte są te superkomputery. To pozwala komputerom kwantowym na obsługę operacji z wykładniczo wyższymi prędkościami niż komputery konwencjonalne i przy znacznie mniejszym zużyciu energii.
Warto zapamiętać:
- Obliczenia kwantowe to nauka o tym, jak wykorzystywać zjawiska w fizyce kwantowej do tworzenia nowych sposobów obliczeń
- Podstawą obliczeń kwantowych jest Qubit. W przeciwieństwie do zwykłego bitu komputerowego, który może wynosić 0 lub 1, Qubit może być jednym z nich lub superpozycją zarówno 0, jak i 1.
Zrozumienie obliczeń kwantowych
„Podczas gdy klasyczny komputer jest bardzo dobry w rachunku różniczkowym, komputer kwantowy jest jeszcze lepszy w sortowaniu, znajdowaniu liczb pierwszych, symulowaniu molekuł i optymalizacji, a tym samym może otworzyć drzwi do nowej ery obliczeniowej”, zauważył raport Morgan Stanley.
Według Institute for Quantum Computing na University of Waterloo dziedzina obliczeń kwantowych rozpoczęła się w latach 80. Następnie odkryto, że niektóre problemy obliczeniowe można rozwiązać bardziej skutecznie za pomocą algorytmów kwantowych niż za pomocą ich klasycznych odpowiedników.
Obliczenia kwantowe mogą znacznie przyczynić się w dziedzinie finansów, spraw wojskowych, wywiadu, projektowania i odkrywania leków, projektowania przestrzeni powietrznej, narzędzi (syntezy jądrowej), projektowania polimerów, sztucznej inteligencji (AI) i wyszukiwania Big Data oraz produkcji cyfrowej.
Jego potencjał i przewidywana wielkość rynku zaangażowały niektóre z wiodących firm technologicznych do pracy w dziedzinie obliczeń kwantowych, w tym IBM, Microsoft, Google, D-Waves Systems, Alibaba, Nokia, Intel, Airbus, HP, Toshiba, Mitsubishi, SK Telecom, NEC, Raytheon, Lockheed Martin, Rigetti, Biogen, Volkswagen i Amgen.
Kwantowa supremacja?
23 października 2019 r. Google (firma Alphabet) ogłosił, że osiągnął „supremację kwantową”, co oznacza, że użył komputera kwantowego, aby szybko rozwiązać problem, który konwencjonalny komputer zająłby niepraktycznie długo (tysiące lat). IBM natychmiast zakwestionował to twierdzenie, mówiąc, że ich konwencjonalne superkomputery mogą rozwiązać problem w ciągu dwóch dni.
