Οι κβαντικοί υπολογιστές διαφέρουν από τους κλασικούς υπολογιστές ως προς τον τρόπο λειτουργίας τους και για ποιο σκοπό χρησιμοποιούνται. Χρήση κβαντικών υπολογιστών qubits, που μπορεί να είναι 1 ή 0 ταυτόχρονα, ενώ οι κλασικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν τρανζίστορ, που μπορεί να είναι μόνο 1 ή 0. Ως αποτέλεσμα, ο κβαντικός υπολογισμός είναι πολύ πιο ισχυρός και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανάλυση μεγάλων δεδομένων ή προσομοιώσεις.
Οι κβαντικοί ερευνητές ελπίζουν να αξιοποιήσουν ένα φαινόμενο γνωστό ως προσθήκη. Στον κβαντομηχανικό κόσμο, τα αντικείμενα δεν έχουν απαραιτήτως σαφώς καθορισμένες καταστάσεις, όπως αποδεικνύεται από το διάσημο πείραμα στο οποίο ένα μόνο φωτόνιο φωτός που διέρχεται από μια οθόνη με δύο μικρές σχισμές θα παράγει ένα κυματοειδές σχέδιο παρεμβολής ή υπέρθεση όλων των διαθέσιμων μονοπατιών.
Ωστόσο, όταν μια σχισμή είναι κλειστή —ή ένας ανιχνευτής χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει από ποια σχισμή πέρασε το φωτόνιο— το μοτίβο παρεμβολής εξαφανίζεται. Κατά συνέπεια, ένα κβαντικό σύστημα «υπάρχει» σε όλες τις πιθανές καταστάσεις πριν μια μέτρηση «καταρρεύσει» το σύστημα σε μία κατάσταση. Η αξιοποίηση αυτού του φαινομένου σε έναν υπολογιστή υπόσχεται να επεκτείνει σημαντικά την υπολογιστική ισχύ.
Ένας παραδοσιακός ψηφιακός υπολογιστής χρησιμοποιεί δυαδικά ψηφία ή δυαδικά ψηφία, που μπορεί να βρίσκονται σε μία από τις δύο καταστάσεις, που αντιπροσωπεύονται ως 0 και 1. Έτσι, για παράδειγμα, ένας καταχωρητής υπολογιστή 4-bit μπορεί να περιέχει οποιοδήποτε από τα 16 (24) πιθανοί αριθμοί. Αντίθετα, ένα κβαντικό bit (qubit) υπάρχει σε μια κυματική υπέρθεση τιμών από 0 έως 1. Έτσι, για παράδειγμα, ένας καταχωρητής υπολογιστή 4-qubit μπορεί να περιέχει 16 διαφορετικούς αριθμούς ταυτόχρονα. Θεωρητικά, ένας κβαντικός υπολογιστής μπορεί επομένως να λειτουργήσει σε πάρα πολλές τιμές παράλληλα, έτσι ώστε ένας κβαντικός υπολογιστής 30 qubit να είναι συγκρίσιμος με έναν ψηφιακό υπολογιστή ικανό να εκτελεί 10 τρισεκατομμύρια πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο (TFLOPS) - συγκρίσιμο με το ταχύτητα των ταχύτερων υπερυπολογιστών.
Οι κβαντικοί υπολογιστές που βασίζονται στην τεχνολογία ημιαγωγών είναι μια ακόμη δυνατότητα. Σε μια κοινή προσέγγιση, ένας διακριτός αριθμός ελεύθερων ηλεκτρονίων (qubits) βρίσκεται σε εξαιρετικά μικρές περιοχές, γνωστές ως κβαντικές κουκκίδες, και σε μία από τις δύο καταστάσεις σπιν, που ερμηνεύονται ως 0 και 1. Αν και είναι επιρρεπείς σε αποσυνοχή, τέτοιοι κβαντικοί υπολογιστές βασίζονται σε καλά καθιερωμένες τεχνικές στερεάς κατάστασης και προσφέρουν την προοπτική άμεσης εφαρμογής της τεχνολογίας «κλιμάκωσης» ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Επιπλέον, μεγάλα σύνολα πανομοιότυπων κβαντικών κουκκίδων θα μπορούσαν ενδεχομένως να κατασκευαστούν σε ένα μόνο τσιπ πυριτίου. Το τσιπ λειτουργεί σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο που ελέγχει τις καταστάσεις σπιν ηλεκτρονίων ενώ τα γειτονικά ηλεκτρόνια είναι ασθενώς συζευγμένα (μπλεγμένα) μέσω κβαντικών μηχανικών επιδράσεων. Μια σειρά από υπερτιθέμενα ηλεκτρόδια σύρματος επιτρέπει τη διευθυνσιοδότηση μεμονωμένων κβαντικών κουκκίδων, την εκτέλεση αλγορίθμων και την εξαγωγή αποτελεσμάτων. Ένα τέτοιο σύστημα πρέπει απαραίτητα να λειτουργεί σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν για να ελαχιστοποιηθεί η περιβαλλοντική αποσυνοχή, αλλά έχει τη δυνατότητα να ενσωματώσει πολύ μεγάλους αριθμούς qubits.
Ο κβαντικός υπολογιστής έχει μια σειρά από εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της ασφαλούς κοινής χρήσης πληροφοριών. Άλλες μέθοδοι περιλαμβάνουν την καταπολέμηση του καρκίνου και διαφόρων προβλημάτων υγείας, όπως ο καρκίνος, και την ανάπτυξη νέων φαρμάκων. Επίσης, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση των ραντάρ και της ικανότητάς τους να ανιχνεύουν πράγματα όπως πυραύλους και αεροσκάφη. Άλλοι τομείς περιλαμβάνουν το περιβάλλον και τη χρήση κβαντικών υπολογιστών για να διατηρείται το νερό καθαρό με χημικούς αισθητήρες.
Οι κβαντικοί υπολογιστές επεξεργάζονται τις πληροφορίες διαφορετικά. Ο αριθμός των qubits που συνδέονται μεταξύ τους αυξάνει την κβαντική υπολογιστική ισχύ εκθετικά. Εν τω μεταξύ, η σύνδεση περισσότερων τρανζίστορ αυξάνει μόνο γραμμικά την ισχύ. Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι ιδανικοί για την εκτέλεση προσομοιώσεων και αναλύσεων δεδομένων, όπως για δοκιμές χημικών ή φαρμάκων. Ωστόσο, αυτοί οι υπολογιστές πρέπει να διατηρούνται εξαιρετικά κρύοι. Είναι επίσης πολύ πιο ακριβά και δύσκολα στην κατασκευή τους.
Η Google, το 2019, απέδειξε ότι ένας κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε να λύσει ένα πρόβλημα σε λίγα λεπτά, ενώ ένας κλασικός υπολογιστής θα χρειαζόταν 10.000 χρόνια.
Η κατασκευή των κβαντικών υπολογιστών εξακολουθεί να κοστίζει δισεκατομμύρια. Δεν έχει αναπτυχθεί ακόμη εμπορικά κβαντικός υπολογιστής. Ωστόσο, η Shenzhen SpinQ Technology με έδρα την Κίνα σχεδιάζει να πουλήσει έναν επιτραπέζιο κβαντικό υπολογιστή $5.000 σε καταναλωτές για σχολεία και κολέγια. Πέρυσι, άρχισε να πουλά έναν κβαντικό υπολογιστή για $50.000.
Η κατασκευή ενός χρήσιμου κβαντικού υπολογιστή έχει αποδειχθεί δύσκολη. Αν και οι δυνατότητες των κβαντικών υπολογιστών είναι τεράστιες, οι απαιτήσεις είναι εξίσου αυστηρές. Ένας κβαντικός υπολογιστής πρέπει να διατηρεί τη συνοχή μεταξύ των qubits του (γνωστή ως κβαντική εμπλοκή) για αρκετό χρόνο για να εκτελέσει έναν αλγόριθμο. Λόγω των σχεδόν αναπόφευκτων αλληλεπιδράσεων με το περιβάλλον (αποσύνθεση), πρέπει να επινοηθούν πρακτικές μέθοδοι ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων. και, τέλος, εφόσον η μέτρηση ενός κβαντικού συστήματος διαταράσσει την κατάστασή του, πρέπει να αναπτυχθούν αξιόπιστες μέθοδοι εξαγωγής πληροφοριών.
Μέχρι τότε, να δούμε τι θα αλλάξει!
Η αλλαγή είναι η μόνη σταθερά
EL 
EN
Thanks for the informations! we will use this to expand our dataset collections