ΚΤι συμβαίνει αν πετάξετε μια μπάλα του τένις σε έναν τοίχο από τούβλα;
Τι γίνεται αν πετάξετε εκατό μπάλες του τένις στον τοίχο ταυτόχρονα;
Τι θα γινόταν αν περνούσατε από χίλιες μπάλες του τένις;
Τίποτα.
Ό,τι κι αν κάνετε, δεν υπάρχει περίπτωση οι μπάλες του τένις να γκρεμίσουν αυτόν τον τοίχο από τούβλα. Ακριβώς όπως ένας τοίχος από τούβλα, υπάρχουν κάποια προβλήματα που είναι τόσο πολύπλοκα που δεν υπάρχει περίπτωση ένας παραδοσιακός υπολογιστής, όσο γρήγορος κι αν είναι, να τα λύσει.
Τι συμβαίνει όμως στον τοίχο από τούβλα αν περάσετε μέσα από αυτόν ένα τανκ;
Δεν υπάρχει πια τοίχος από τούβλα.
Αυτή η δεξαμενή είναι ένας κβαντικός υπολογιστής.
Bits και Qubits
Οι κλασικοί υπολογιστές, αυτοί που χρησιμοποιούμε καθημερινά, χρησιμοποιούν μνήμη που αποτελείται από bits. Τα bits αντιπροσωπεύουν είτε το ένα είτε το μηδέν, είτε το on είτε το off. Ό,τι κάνουν οι υπολογιστές, από το να παίζουν παιχνίδια μέχρι να στέλνουν email, προέρχεται από το χειρισμό αυτών των μονάδων και των μηδενικών.
Ο κβαντικός υπολογιστής είναι ένας νέος τύπος υπολογιστή που χρησιμοποιεί τις ασυνήθιστες ιδιότητες της κβαντικής φυσικής για να επιλύσει προβλήματα που είναι αδύνατα για τους κανονικούς υπολογιστές. Αυτό το επιτυγχάνουν χρησιμοποιώντας qubits αντί για bits. Όπως και τα bits, τα qubits μπορούν να αντιπροσωπεύουν ένα ένα ή ένα μηδέν. Αυτό που τα κάνει ξεχωριστά είναι ότι ένα qubit μπορεί να είναι ένα, μηδέν ή μια υπέρθεση και των δύο. Αυτό σημαίνει ότι ένα qubit μπορεί να είναι και ένα και μηδέν ταυτόχρονα &ndash- καθιστώντας τους κβαντικούς υπολογιστές εκθετικά πιο ισχυρούς από τους συμβατικούς αντίστοιχους.
Σπάζοντας τον τοίχο από τούβλα
Με τη χρήση της υπέρθεσης, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να λύσουν προβλήματα που θα ήταν αδύνατο ή θα χρειάζονταν χιλιάδες χρόνια για να ολοκληρωθούν. Οι κβαντικοί υπολογιστές υπερτερούν δραματικά των κλασικών υπολογιστών σε υπολογισμούς που περιλαμβάνουν μεγάλο αριθμό εξίσου πιθανών λύσεων.
Λόγω της δύναμής τους στην ανάλυση συνδυασμών, οι κβαντικοί υπολογιστές θα εφαρμοστούν πιθανότατα για το σπάσιμο κωδίκων και τη βελτιστοποίηση πολύπλοκων συστημάτων. Οι ερευνητές αναμένουν επίσης ότι οι κβαντικοί υπολογιστές θα είναι σε θέση να μοντελοποιούν με ακρίβεια γεγονότα σε μοριακή κλίμακα, παρέχοντας ένα ισχυρό εργαλείο για την έρευνα στη βιολογία, τη χημεία και τη φυσική.
Προβλήματα και προβλέψεις
Η υπέρθεση είναι ισχυρή, μυστηριώδης και ευαίσθητη. Το μεγαλύτερο εμπόδιο για την κατασκευή πλήρως λειτουργικών κβαντικών υπολογιστών είναι ότι τα qubits πρέπει να κρατούνται σε μια υπέρψυκτη, απομονωμένη κατάσταση, αλλιώς αποσυγκολλούνται και χάνουν την κβαντική τους “μαγεία,
Οι κβαντικοί υπολογιστές βρίσκονται στα όρια της πρακτικότητας. Οι προγραμματιστές έχουν κατασκευάσει με επιτυχία λειτουργικούς κβαντικούς υπολογιστές, αλλά μέχρι στιγμής δεν έχουν καταφέρει να κάνουν αρκετά qubits να λειτουργούν ταυτόχρονα για να αξιοποιήσουν πλήρως τις δυνατότητές τους &ndash- αλλά η υπόσχεση αυτής της δυνατότητας κάνει τους επιστήμονες σε όλο τον κόσμο να εργάζονται για να καταστήσουν τους κβαντικούς υπολογιστές μια από τις καθοριστικές τεχνολογίες του 21ου αιώνα.
Για περισσότερες πληροφορίες δείτε τα εργαστήρια της NEC [http://www.nec.co.jp/rd/Eng/innovative/E3/top.html] ιστοσελίδα.
Για πληροφορίες σχετικά με τον πρώτο ιδιωτικό κβαντικό υπολογιστή, ανατρέξτε στην έκθεση του CBC για την D-Wave Systems.
