Kompanije kao što su Google, IBM, Microsoft i Amazon imaju svoje projekte kada su u pitanju kvantni računari, ali je ova nova tehnologija i dalje velika nepoznanica za široke narodne mase. Mi smo tu da odgovorimo na najbitnija pitanja.

Izvor: MONDO / IBM

Problem igle u plastu sena

Šta više, kubiti se mogu fizički povezati zahvaljujući još jednom kvantnom svojstvu zvanom uplitanje. Ovo znači da se sa svakim kubitom dodatim u sistem, sposobnosti računara uvećavaju eksponencijalno, dok je dodavanje bitova u računaru linearno uvećavanje sposobnosti.

Da ovo prevedemo u nešto merljivo. Svaki put kada dodamo jedan kubit u kvantni računar, mi dupliramo količinu informacija i sposobnost obrade potrebne za rešavanje problema. Kada stignemo do 275 kubita, možemo obraditi više informacija nego što ima atoma u vidljivom delu svemira.

Značaj kvantnih računara

Postoji veliki broj slučajeva u kojima je vreme ključni faktor. Ukoliko posedujemo računare koji mogu mnogo brže da obave potrebne kalkulacije – imaćemo ozbiljan uticaj na različite grane industrije i ozbiljna naučna istraživanja.

Potencijalni dobici kvantnih računara ne mere se uštedom sati i dana, već o mogućnosti da se za nekoliko minuta izračuna ono što današnji superkompjuteri ne mogu da reše za hiljadu godina. Dobar primer su modeliranje uragana i razbijanje kriptografskih ključeva koji čuvaju pristup najosetljivijim podacima.

Upotreba kvantnih računara

Kao što programeri danas pišu algoritme koji treba da rešavaju klasični računari, tako će se u budućnosti pisati kvantni algoritmi za rešavanje istih problema. Kvantni sistemi su veoma dobri u rešavanju algoritama za optimizaciju, jer im paralelizam omogućava da brzo identifikuju najbolje rešenje među ponuđenim opcijama. Ovo bi omogućilo veliki napredak u oblastima kao što u administracija lanca nabavke ili upravljanje kompleksnim saobraćajem - na primer brodovima, kako bi se smanjila razdaljina putovanja.

Algoritmi za kvantne simulacije bi trebali da donesu izuzetne rezultate, jer bi kubiti omogućili istraživačima da obavljaju simulacije i predikcije kompleksnih interakcija između molekula velikih sistema. Ovo bi za posledicu moglo da ima brža otkrića u oblastima kao što su pronalaženje novih materijala i lekova.

Naravno, i veštačka inteligencija i mašinsko učenje će dobiti potpuno novu dimenziju, jer će moći da rade i obrađuju mnogo veće količine podataka za mnogo kraće vreme. Dodajte tome i potencijal za razbijanje kriptografskih ključeva, što je danas matematički posao koji je pretežak za današnje računare.

Izazovi kvantnih računara

Da bi se kreirali kubiti, koji su suštinski gradivni elementi kvantnih računara, naučnici moraju da pronađu način da manipulišu najmanjim elementima u prirodi. Kako postoji nekoliko različitih teorija kako to može da se ostvari, tako i nekoliko kompanija razvija svoje kvantne procesore.

Jedan od najnaprednijih pristupa sastoji se od superprovodljivih kubita, koji su napravljeni od elektrona i koji formiraju poznate kvantne računare koji izgledaju kao lusteri. I IBM i Google su razvili superprovodljive procesore. Drugi pristup koji postaje sve popularniji je hvatanje jona, koje koriste Honeywell i IonQ. Ovde se kubiti čuvaju u nizu jona koji su „zarobljeni“ u električnim poljima, a onda kontrolisani laserima.

Treći metod moji razvijaju kompanije kao što su Xanadu i PsiQuantum se oslanja na svetlosne čestice – fotone, da se pomoću njih podaci upisuju i kreiraju kubiti. Kubiti se takođe mogu kreirati od kubita silikonskog okretanja, što je pristup koji koristi Intel, ali su u igri hladni atomi i dijamanti.