Kompiuteriai kažkada buvo laikomi technologijomis, prieinamomis tik mokslininkams ir apmokytiems specialistams. Tačiau aštuntojo dešimtmečio antroje pusėje skaičiavimo istorijoje įvyko seisminis poslinkis. Automobiliai ne tik tapo daug mažesni ir galingesni. Jie tapo prieinami visiems naudoti savo namuose.
- „Salik.biz“
Apie kvantinį skaičiavimą
Kvantinis skaičiavimas yra pradinėje stadijoje. Jie apima keletą labiausiai gąsdinančių XX amžiaus fizikos sąvokų. JAV „Google“, IBM ir NASA eksperimentuoja ir kuria pirmuosius kvantinius kompiuterius. Kinija taip pat aktyviai investuoja į šias technologijas.
Ar jūs tikite, kad bus panašus poslinkis į kvantinį skaičiavimą, kai entuziastai galės žaisti su kvantiniais kompiuteriais iš savo namų? Tai įvyks daug anksčiau, nei dauguma žmonių galvoja.
Asmeninių kompiuterių augimas
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pirmieji kompiuteriai buvo sukurti šeštajame dešimtmetyje. Jie buvo dideli, dažnai nepatikimi ir pagal šių dienų standartus nebuvo ypač galingi. Jie buvo sukurti sprendžiant pasaulinius iššūkius, tokius kaip pirmosios vandenilio bombos sukūrimas.
1964 m. Jonas Kemeny ir Thomas Kurtzas parašė BASIC kalbą. Jų tikslas buvo sukurti paprastą programavimo kalbą, kurią būtų lengva išmokti ir leisti kiekvienam ja naudotis. Dėl to programavimas nustojo būti skirtas tik aukštos kvalifikacijos mokslininkams. Kiekvienas to galėjo išmokti, jei norėjo.
Šis skaičiavimo poslinkis tęsėsi, kai aštuntojo dešimtmečio pabaigoje pasirodė pirmieji namų kompiuteriai. Dabar mėgėjai galėjo nusipirkti savo kompiuterį ir jį programuoti namuose. Tėvai ir vaikai galėjo mokytis kartu. Šie ankstyvieji kompiuteriai nebuvo labai galingi ir su jais galėjote atlikti ribotą kiekį dalykų, tačiau jie buvo nepaprastai entuziastingi.
Kai žmonės žaidė su savo automobiliais, jie suprato, kad jiems reikia daugiau funkcijų ir daugiau galios. „Microsoft“ir „Apple“įkūrėjai suprato, kad namų kompiuteris turi didžiulę ateitį.
Beveik kiekvienas amerikietis dabar turi nešiojamąjį kompiuterį, planšetinį kompiuterį ar išmanųjį telefoną - arba visus tris. Jie daug laiko praleidžia prie socialinės žiniasklaidos, elektroninės komercijos ir interneto paieškų.
Šeštajame dešimtmetyje šios veiklos nebuvo. Niekas tuo metu negalėjo galvoti apie tokį dalyką. Juos sukūrė naujo įrankio - kompiuterio - prieinamumas.
Įveskite „Quantum“
Klasikiniai skaičiavimai, kaip ir jūsų namų kompiuteris, yra pagrįsti žmogaus skaičiavimais. Aparatas suskaičiuoja visus skaičiavimus į pagrindines dalis: dvejetainius skaitmenis 0 ir 1. Mūsų kompiuteriai šiais laikais naudoja bitus iš dvejetainių skaitmenų - nes juos lengva įgyvendinti įjungiant arba išjungiant jungiklius.
Kvantinis skaičiavimas remiasi tuo, kaip skaičiuojama visata. Joje yra visi klasikiniai skaičiavimai, tačiau taip pat yra keletas naujų koncepcijų, kurios kilo iš kvantinės fizikos.
Vietoj bitų kvantiniame skaičiavime yra kvotos. Tačiau kvantinio skaičiavimo rezultatas yra visiškai tas pats kaip ir klasikinio skaičiavimo: bitų skaičius.
Skirtumas tas, kad šio proceso metu kompiuteris gali manipuliuoti kvitais naudodamas bitus. Tai gali sudėti kvadratus į valstybių superpoziciją ir jas įsipainioti.
Ką tai reiškia?
Tiek superpozicija, tiek įsipainiojimas yra kvantinės mechanikos sąvokos, kurios daugumai žmonių nėra žinomos. Superpozicija reiškia, kad kvadratas gali būti 0 arba 1 derinys. Susipainiojimas reiškia kvotų koreliaciją. Kai išmatuojama viena iš įsipainiojusių kvbtų porų, ji iškart parodo, kokią vertę gausite matuojant jos partnerį. Tai Einšteinas pavadino „baisiu veiksmu per atstumą“.
Matematika, reikalinga norint išsamiai aprašyti kvantinę mechaniką, yra bauginanti, ir šios aplinkybės reikalingos projektuojant ir statant kvantinį kompiuterį. Tačiau matematika, reikalinga kvantiniam skaičiavimui suprasti ir pradėti kurti kvantines grandines, yra daug paprastesnė: iš esmės vienintelis reikalavimas yra vidurinės mokyklos algebra.
Kvantinis skaičiavimas ir tu
Kvantiniai kompiuteriai dar tik pradeda veikti. Tai yra didelės mašinos, kurios yra nepatikimos ir dar nėra labai galingos.
Kam jie bus naudojami? Kvantinis skaičiavimas turi svarbią reikšmę kriptografijoje. 1994 m. MIT matematikas Peteris Shore'as parodė, kad jei būtų pastatyti kvantiniai kompiuteriai, jie galėtų sulaužyti šiuolaikinius šifravimo metodus internete. Tai paskatino kurti naujus būdus, kaip užšifruoti duomenis, galinčius atlaikyti kvantinius išpuolius, įvedus postkvantinės kriptografijos erą.
Taip pat atrodo, kad kvantinis skaičiavimas greičiausiai turės didelę įtaką chemijai. Yra tam tikros reakcijos, kurias klasikiniams kompiuteriams sunku modeliuoti. Chemikai tikisi, kad kvantiniai kompiuteriai bus veiksmingi imituojant šiuos reiškinius.
Tačiau mes nemanome, kad prasminga spėlioti, ką dauguma žmonių padarys su kvantiniais kompiuteriais per 50 metų. Kada kvantinis skaičiavimas taps tuo, ką visi gali naudoti savo namuose?
Atsakymas yra, kad tai jau įmanoma. 2016 m. IBM prie debesies pridėjo nedidelį kvantinį kompiuterį. Kiekvienas, turintis interneto ryšį, gali šiame kompiuteryje suprojektuoti ir paleisti savo kvantines grandines. Kvantinė grandinė yra pagrindinių žingsnių, kurie atlieka skaičiavimą, seka.
IBM kvantiniu kompiuteriu ne tik nemokama naudotis, bet ir paprasta grafinė sąsaja. Tai mažas, nelabai galingas aparatas, panašus į pirmuosius namų kompiuterius, tačiau mėgėjai jau gali pradėti žaisti. Prasidėjo pamaina.
Išvada
Žmonės pradeda eiti į epochą, kurioje lengva mokytis ir eksperimentuoti su kvantiniu skaičiavimu. Kaip ir pirmųjų namų kompiuterių atveju, gali būti neaišku, ar yra problemų, kurias reikia išspręsti naudojant kvantinius kompiuterius, tačiau kai žmonės žaidžia, manau, kad jie greičiausiai ras, kad jiems reikia daugiau energijos ir daugiau funkcijų. Tai atvers kelią naujoms programoms, kurių dar nežinome.
Autorius: Angelina Simakova
Dabar siūlome perskaityti alternatyvų kvantinių kompiuterių vaizdą: "Kvantinis kompiuteris? Ne šiandien! Ne rytoj! Niekada …?"