Как работают квантовые компьютеры?

Квантовые компьютеры выполняют вычисления на основе вероятности состояния объекта до его измерения — а не только единиц или нулей — что означает, что они могут обрабатывать экспоненциально больше данных по сравнению с классическими компьютерами.

Классические компьютеры выполняют логические операции, используя определенное положение физического состояния. Обычно они бинарные, то есть его операции основаны на одной из двух позиций. Одно состояние — например, включено или выключено, вверх или вниз, 1 или 0 — называется битом.

В квантовых вычислениях операции вместо этого используют квантовое состояние объекта для создания так называемого кубита. Эти состояния представляют собой неопределенные свойства объекта до того, как они были обнаружены, такие как спин электрона или поляризация фотона.

Не измеряемые квантовые состояния возникают в смешанной «суперпозиции», наподобие монеты, вращающейся в воздухе, прежде чем она приземлится в вашей руке.

Эти суперпозиции могут быть связаны с суперпозициями других объектов, а это означает, что конечные результаты будут математически связаны, даже если мы еще не знаем, что они собой представляют.

Сложная математика, лежащая в основе неурегулированных состояний запутанных «вращающихся монет», может быть включена в специальные алгоритмы для быстрого решения задач, для решения которых классическому компьютеру потребовалось бы много времени … если бы он вообще мог их вычислить.

Такие алгоритмы могут быть полезны при решении сложных математических задач, создании трудных для взлома кодов безопасности или прогнозировании взаимодействий множества частиц в химических реакциях.

Типы квантовых компьютеров.

Построение функционального квантового компьютера требует удержания объекта в состоянии суперпозиции достаточно долго, чтобы выполнять над ним различные процессы.

К сожалению, как только суперпозиция встречается с материалами, которые являются частью измеряемой системы, она теряет свое промежуточное состояние в так называемой декогеренции и становится скучной старой классической частью.

Устройства должны иметь возможность защищать квантовые состояния от декогеренции, но при этом делать их легко читаемыми.

Различные процессы решают эту проблему с разных сторон, будь то использование более надежных квантовых процессов или поиск лучших способов проверки на наличие ошибок.

Превосходство квантовых вычислений.

На данный момент классическая технология может справиться с любой задачей, поставленной перед квантовым компьютером. Квантовое превосходство описывает способность квантового компьютера превосходить свои классические аналоги.

Не все уверены, что квантовые компьютеры стоят затраченных усилий. Некоторые математики считают, что существуют препятствия, которые практически невозможно преодолеть, что навсегда делает квантовые вычисления недосягаемыми.

Время покажет, кто прав.

Текст и изображения могут быть изменены, удалены или добавлены по решению редакции, чтобы информация оставалась актуальной.