A számítógépek valaha olyan technológiának tekintették, amelyet csak a tudósok és a képzett szakemberek kínálnak. A számítástechnika történetében azonban az 1970-es évek második felében szeizmikus változás történt. Az autók nem csak sokkal kisebbek és erősebbek. Mindenki számára elérhetővé vált a saját otthonukban történő használatra.
A kvantumszámításról
A kvantumszámítás ma még gyerekcipőben jár. Ide tartoznak a 20. századi fizika leginkább fenyegető fogalmai. Az Egyesült Államokban a Google, az IBM és a NASA kísérletezi és építi az első kvantumszámítógépeket. Kína szintén aktívan fektet be ezekbe a technológiákba.
Hisz ön abban, hogy hasonló változás történik a kvantumszámítás felé, amikor az rajongók otthonukban kvantumszámítógépekkel játszhatnak? Ez sokkal korábban történik, mint a legtöbb ember gondolná.
Személyi számítógépek emelkedése
Promóciós videó:
Az első számítógépeket az 1950-es években hozták létre. Nagyok voltak, gyakran megbízhatatlanok és a mai szabványok szerint nem különösebben erősek. Azokat a globális kihívások kezelésére tervezték, mint például az első hidrogénbomba kifejlesztése.
1964-ben John Kemeny és Thomas Kurtz írta a BASIC nyelvet. Céljuk egy egyszerű programozási nyelv létrehozása volt, amely könnyen megtanulható és bárki számára lehetővé teszi. Ennek eredményeként a programozás megszűnt kizárólag a magasan képzett tudósok számára. Bárki megtanulhatja ezt, ha akarják.
A számítások e változása folytatódott, amikor az első otthoni számítógépek megjelentek az 1970-es évek végén. A hobbisták megvásárolhatták saját számítógépüket, és otthon programozhatták. A szülők és a gyermekek együtt tanulhatnak. Ezek a korai számítógépek nem voltak túl nagy teljesítményűek, és korlátozott mennyiségű dolgot tehetsz velük, de rendkívül lelkesek voltak.
Amikor az emberek autókkal játszottak, rájöttek, hogy több funkcióra és erőre van szükségük. A Microsoft és az Apple alapítói rájöttek, hogy az otthoni számítógépnek hatalmas jövője van.
Szinte minden amerikainak van laptopja, táblagépe vagy okostelefonja - vagy mindhárom. Nagyon sok időt töltenek a közösségi médián, az e-kereskedelmen és az interneten.
Ezen tevékenységek egyike sem létezett az 1950-es években. Akkoriban senki sem gondolt ilyenre. Egy új eszköz, a számítógép rendelkezésre állása vezetett fejlesztésükhöz.
Adja meg a kvantumot
A klasszikus számítások, mint például az otthoni számítógép, emberi számításokon alapulnak. A gép az összes számítást alapvető részekre bontja: a 0 és az 1 bináris számjegyekre. A számítógépek manapság bináris számjegyű biteket használnak - mert könnyen be- és kikapcsolóval könnyen megvalósíthatók.
A kvantumszámítás azon alapul, hogy az univerzum kiszámítja. Ez magában foglalja az összes klasszikus számítást, de számos új fogalmat is magában foglal, amelyek a kvantumfizikából származtak.
Bitek helyett a kvantumszámítás kviteket tartalmaz. A kvantumszámítás eredménye ugyanakkor pontosan ugyanaz, mint a klasszikus számításban: a bitszám.
A különbség az, hogy e folyamat során a számítógép bittel manipulálhatja a kviteket. Képeket tud tenni az államok szuperpozíciójába, és összezavarhatja őket.
Mit is jelent ez?
Mind a szuperpozíció, mind az összefonódás a kvantummechanika fogalma, amelyet a legtöbb ember nem ismeri. A szuperpozíció nagyjából azt jelenti, hogy a qubit lehet 0 vagy 1 kombinációja. Az összekapcsolódás azt jelenti, hogy a kvitek közötti korreláció megtörténik. Amikor megmérik egy összefonódott kvbit egyikét, akkor azonnal megmutatja, hogy milyen értéket kap, ha megméri partnerét. Ezt hívta Einstein "kísérteties cselekvésnek".
A kvantummechanika teljes leírásához szükséges matematika ijesztő, és erre a háttérre van szükség a kvantumszámítógép megtervezéséhez és felépítéséhez. A kvantumszámítás megértéséhez és a kvantumáramkörök tervezésének megkezdéséhez szükséges matematika azonban sokkal egyszerűbb: a középiskolai algebra lényegében az egyetlen követelmény.
Kvantumszámítás és te
A kvantum számítógépek csak most kezdődnek meg. Nagy gépek, amelyek megbízhatatlanok és még nem túl nagy teljesítményűek.
Mire használják őket? A kvantumszámítás fontos alkalmazásokat rejt a kriptográfia területén. 1994-ben a MIT matematikus, Peter Shore megmutatta, hogy ha kvantumszámítógépeket építenek, akkor megszakíthatják a modern titkosítási módszereket az interneten. Ez ösztönözte az kvantumtámadásoknak ellenálló adatok titkosításának új módszereinek létrehozását, bevezetve a kvantum utáni kriptográfia korszakába.
Úgy tűnik továbbá, hogy a kvantumszámítás valószínűleg nagy hatással lesz a kémiara. Vannak olyan reakciók, amelyeket a klasszikus számítógépek nehéz szimulálni. A kémikusok azt remélik, hogy a kvantumszámítógépek hatékonyan modellezik ezeket a jelenségeket.
De nem gondoljuk, hogy értelmes spekulálni arról, hogy mit fog tenni a legtöbb ember a kvantumszámítógépekkel 50 év alatt. Mikor lesz a kvantumszámítás valami, amit mindenki használhat otthonában?
A válasz az, hogy ez már lehetséges. 2016-ban az IBM hozzáadott egy kis kvantumszámítógépet a felhőhöz. Bárki, aki rendelkezik internetkapcsolattal, megtervezheti és futtathatja saját kvantumáramköreit ezen a számítógépen. A kvantumáramkör a számítást végrehajtó alapvető lépések sorozata.
Az IBM kvantum számítógép nemcsak szabadon használható, hanem egyszerű grafikus felülettel is rendelkezik. Ez egy kicsi, nem túl nagy teljesítményű gép, hasonló az első otthoni számítógépekhez, de a rajongók már elkezdhetnek játszani. Megkezdődött a műszak.
Következtetés
Az emberek egy olyan korszakba lépnek, ahol a kvantumszámítás megtanulása és kísérletezése egyszerű. Mint az első otthoni számítógépeknél, nem lehet egyértelmű, hogy vannak-e olyan problémák, amelyeket meg kell oldani a kvantumszámítógépekkel, de amikor az emberek játszanak, azt hiszem, valószínűleg rájönnek, hogy nagyobb energiára és több funkcióra van szükségük. Ez megnyitja az utat az új alkalmazásokhoz, amelyekről még nem tudunk.
Szerző: Angelina Simakova
És most a kvantumszámítógépek alternatív nézetének olvasására kínálunk: "Kvantumszámítógép? Nem ma! Nem holnap! Soha …?"