Jedno z większych osiągnięć, jakim jest komputer kwantowy, to nowa era w dziedzinie obliczeń, która obiecuje niezwykłą moc i efektywność. W przeciwieństwie do tradycyjnych komputerów, które korzystają z bitów do przechowywania informacji, komputery kwantowe wykorzystują kubity.
Dzięki temu potencjalnie mogą rozwiązywać problemy znacznie szybciej niż tradycyjne maszyny. Jednak to nie wszystko – komputery kwantowe posiadają również zdolność do rozwiązywania złożonych problemów matematycznych, modelowania molekularnego, optymalizacji i wielu innych. Chcesz wiedzieć, czym jest komputer kwantowy i po co został stworzony? Zapoznaj się więc z poniższym artykułem.
Komputer kwantowy – co to?
Komputer kwantowy to rodzaj komputera, który wykorzystuje prawa mechaniki kwantowej do wykonywania obliczeń. W przeciwieństwie do tradycyjnych komputerów, które korzystają z bitów jako podstawowej jednostki informacji, komputery kwantowe wykorzystują kubity (bity kwantowe), które mogą zawierać wiele informacji jednocześnie, dzięki czemu działają szybciej niż standardowe urządzenia.
Obecnie komputery kwantowe są wciąż w fazie rozwoju i nie są jeszcze powszechnie dostępne. Jednak postępy w tej dziedzinie są bardzo obiecujące, a wiele firm i instytucji badawczych inwestuje w rozwój komputerów kwantowych, dążąc do ich komercyjnej dostępności w przyszłości.
Jak działa komputer kwantowy?
Wielu naukowców chce wykorzystywać do swoich prac komputer kwantowy. Jak działa to urządzenie? Kwantowy komputer działa na zasadzie mechaniki kwantowej różniącej się od klasycznej fizyki, na której opierają się tradycyjne komputery. Główną jednostką informacji w komputerze kwantowym jest kubit. To właśnie właściwości kubitów dają komputerom kwantowym potencjał do wykonywania obliczeń na ogromną skalę.
Proces obliczeń w komputerze kwantowym opiera się na wykorzystaniu zjawiska znanego jako splątanie kwantowe. Splątanie oznacza, że dwa lub więcej kubitów są ściśle powiązane i ich stany są wzajemnie zależne. Dzięki temu komputer kwantowy może przetwarzać informacje równolegle, wykorzystując różne kombinacje stanów kubitów.
Komputer kwantowy – budowa
Komputery stacjonarne, które wykorzystują obliczenia zerojedynkowe, wymagają zastosowania mnóstwa tranzystorów, które muszą być coraz mniejsze, aby taki sprzęt miał akceptowalną dla użytkownika wielkość.
W przypadku komputerów kwantowych wykorzystywany jest kubit, czyli możliwie najmniejsza jednostka, która przekazuje informacje. Dzięki temu, że jeden kubit może przekazywać ogromną ilość informacji, jest w stanie wykonywać wiele operacji jednocześnie. Sprawia to, że nie dość, że do dyspozycji jest duża moc obliczeniowa, to jeszcze rozmiar komputera może być mniejszy.
Ile kosztuje komputer kwantowy?
Koszt komputera kwantowego jest obecnie bardzo wysoki i zależy od wielu czynników, takich jak: liczba qubitów, technologia użyta do budowy, jakość komponentów, infrastruktura chłodzenia i kontrola, a także stopień zaawansowania danego modelu. Ponieważ technologia komputerów kwantowych jest jeszcze w fazie rozwoju, a większość dostępnych komputerów kwantowych to prototypy badawcze, koszt ich produkcji jest nadal bardzo wysoki.
Wpisując w wyszukiwarkę Google hasło – komputer kwantowy cena, można znaleźć oferty wynajęcia urządzenia za ok. 11 tys. euro miesięcznie.
Warto zauważyć, że obecnie komputery kwantowe nie są dostępne na masową skalę dla ogólnego użytkownika. Są zazwyczaj dostępne tylko dla wybranych instytucji badawczych, korporacji i rządowych programów badawczych. Wiele firm stara się jednak wprowadzić na rynek komputery kwantowe w formie chmur obliczeniowych, gdzie użytkownicy mogą korzystać z usług obliczeniowych opartych na technologii kwantowej, płacąc za czas obliczeniowy.
Pierwszy komputer kwantowy – kiedy powstał?
IBM wypuściło pierwszy komercyjny komputer kwantowy Quantum System One, który aktualnie znajduje się w Niemczech w Instytucie Fraunhofera w Ehningen. Testują go europejscy naukowcy wykorzystując go do wspomagania gospodarki i rozwoju nauki. Być może sprzęt ten przyczyni się do kolejnego przełomu w świecie medycyny. Jego wydajność wynosi 27 bitów kwantowych.
Komputer kwantowy Google
W 2019 roku uzyskaliśmy informację na temat komputera kwantowego zaprojektowanego przez Google. Jego moc obliczeniowa wynosi 54 kubity, ale w planach jest stworzenie komputera, którego wydajność będzie równa milionowi bitów kwantowych.
Komputer kwantowy w Polsce
Komputery kwantowe mają już niedługo pojawić się w Polsce, co zostało ogłoszone przez EuroHPC. Oprócz Polski, mają trafić również do Włoch, Francji, Hiszpani, Niemiec i Czech. Komputery mają stworzyć sieć paneuropejską, dzięki integracji z istniejącymi już superkomputerami.
Jaki jest najszybszy komputer kwantowy?
W Chinach powstały dwa nowe komputery kwantowe Jiuzhang 2 i Zuchongzhi 2. Oba komputery są niesamowicie wydajne, jednak wydajność tej drugiej maszyny jest tak wysoka, że nie sposób jest znaleźć innej takiej na świecie. Jego konstrukcja jest 66-kubitowa i umożliwia wykonanie obliczeń w ciągu 1 sekundy. Porównując z najlepszym superkomputerem, wykonanie tego samego obliczenia, zajęłoby mu aż 30 bln lat.
Co to jest komputer kwantowy – podsumowanie
Komputer kwantowy to nowatorskie urządzenie, które wykorzystuje prawa mechaniki kwantowej do wykonywania obliczeń. Zamiast tradycyjnych bitów, komputer kwantowy wykorzystuje qubity, które mogą istnieć w superpozycji różnych stanów jednocześnie. Dzięki temu potencjałowi komputery kwantowe mają możliwość równoległego przetwarzania i rozwiązywania pewnych problemów znacznie szybciej niż tradycyjne komputery.
Na razie nie można kupić komputera kwantowego i nie byłoby aktualnie możliwości, aby móc korzystać z takiego sprzętu w warunkach domowych. Ich producenci muszą tworzyć te sprzęty w bardzo sterylnych warunkach, co jest dość dużą wadą komputerów kwantowych.
WARTO PRZECZYTAĆ:
Najlepsze smartfony. Który model wybrać?
Gry na PC dla różnych typów graczy – ranking według gatunków
Nowoczesne technologie, które wkraczają do codziennego życia — które warto znać?