У данашње време, стандардни рачунари су несумњиво напредни у поређењу са оним што смо могли да прикупимо пре неколико деценија. Међутим, с обзиром на то колико су сада рачунари брзи и разноврсни, тешко је замислити било шта што би могло бити још боље. Уђите у квантно рачунарство. Ова област науке има за циљ да користи законе универзума за постизање невероватних циљева.
Дакле, шта је тачно квантно рачунарство и како ће то утицати на наш свет у будућности?
Шта је квантно рачунарство?
Иако се динамика квантног рачунарства и данас проучава, првобитно се појавила 1980-их од стране физичара Паула Бениоффа. У то време, Бениофф је предложио квантни рачунарски модел Тјурингове машине. Након тога, следећи појединци су помогли у развоју теорије и примене квантног рачунарства, укључујући Исака Чуанга и Нила Гершенфелда.
Дефиниција квантног рачунарства се незнатно разликује у зависности од локације коју посећујете. Његов најосновнији облик је врста рачунарства која се ослања на квантну механику да ради. Док су квантни рачунари некада били само теорија на папиру, сада оживљавају.
Дакле, са каквим квантним рачунарима данас имамо посла?
Квантно рачунарство је још увек у развоју. То је невероватно сложено поље које је уступило место бројним моделима прототипа, као што је Гуглов квантни рачунар Сицаморе. Гугл је 2019. објавио да је Сицамореу требало неколико минута да реши прорачун за који би суперкомпјутеру требало 10.000 година. Али шта је другачије код квантних рачунара? Како могу да изврше тако велике подвиге?
Основе квантног рачунарства
Типичан рачунар за функционисање користи јединице познате као битови. Бит може и имаће само једну од две вредности: нулу или један. Ови битови се користе за писање бинарног кода, апсолутног елемента у рачунарском свету.
С друге стране, нешто познато као квантни бит (кубит) је најосновнија јединица квантних рачунара. Управо су те јединице потребне квантним рачунарима за складиштење података и извршавање функција. Кубит може да носи информације у квантном стању и може се генерисати на више начина, као што је спин електрона.
Кубити такође могу имати било који број облика, као што су фотон или заробљени јон. То су бесконачно мале честице које чине основу нашег универзума.
Кубити имају велики потенцијал. Тренутно се користе у квантним рачунарима за решавање вишедимензионалних квантних алгоритама и покретање квантних модела. Оно што је прилично невероватно у вези са кубитима је да они могу постојати у више стања истовремено. То значи да могу истовремено бити нула, један или било шта између.
Због ове особине, кубити могу да размотре више могућности одједном, што квантним рачунарима даје могућност да изврше прорачуне пре него што стање објекта постане мерљиво. Ово омогућава квантним рачунарима да решавају сложене проблеме много брже од обичних рачунара.
Предности квантних рачунара
Највећа предност квантних рачунара је брзина којом могу да врше прорачуне. Таква технологија може да обезбеди брзине рачунара које традиционални рачунари никада неће моћи да постигну. Квантни рачунари су такође далеко способнији да решавају сложеније проблеме од типичних рачунара и могу да покрећу веома сложене симулације.
Ова напредна способност коју имају квантни рачунари понекад се назива "квантна супериорност“, јер имају потенцијал далеко изнад онога што рачунари, или чак напредни суперкомпјутери, могао постићи у наредних неколико година или деценија. Али квантни рачунари никако нису савршени. Ове машине имају неколико недостатака који могу утицати на њихов будући успех.
Недостаци квантних рачунара
Пошто су квантни рачунари још увек у фази прототипа, многи проблеми тек треба да се превазиђу.
Прво, квантним рачунарима су потребна екстремна окружења у којима ће функционисати. У ствари, ове машине морају постојати на температурама од око 450 степени Фаренхајта. Ово отежава приступ квантним рачунарима већини компанија и јавности. Поврх свега, квантни рачунари су веома велики у поређењу са данашњим стандардним моделима, слично колико је био велики први рачунар. Иако ће се ово вероватно променити у будућности, то ће допринети недоступности ове технологије за обичне људе у раним фазама развоја.
Квантни рачунари се такође и даље баве превисоким стопама грешака. За успешну интеграцију у различите индустрије, морамо бити сигурни да ове машине обезбеђују високу стопу успеха како би се на њих могло ослонити.
Сада када разумемо основе квантног рачунарства и његове предности и недостатке, хајде да уђемо у то како се ова технологија може применити у различитим индустријама.
Употреба квантног рачунарства
Пошто је квантно рачунарство још увек у раној фази развоја, круже многе идеје о томе шта би могло једног дана да уради. Постоји много заблуда у вези са квантним рачунарима, што је у великој мери последица неспоразума о технологији. Неки људи предлажу да ће се квантни рачунари користити за улазак у паралелне универзуме или чак симулацију путовања кроз време.
Иако се ове могућности не могу тачно искључити, морамо се фокусирати на реалније примене квантног рачунарства које се могу постићи у наредних неколико деценија. Дакле, хајде да уђемо у апликације квантног рачунарства.
1. Вештачка интелигенција и машинско учење
Вештачка интелигенција и машинско учење су две друге технологије које делују готово футуристички, али постају све напредније како године пролазе. Како се ове технологије развијају, можда ћемо морати да пређемо са стандардних рачунара. Овде би могли да уђу квантни рачунари, са својим огромним потенцијалом за обраду функција и брзо решавање прорачуна.
2. Сајбер безбедност
Како сајбер криминалци постају софистициранији, наша потреба за високим нивоима сајбер безбедности расте. Данас, сајбер криминал је забрињавајуће чест, са хиљадама људи који су циљани месечно.
Користећи квантно рачунарство, једног дана ћемо можда моћи лакше да развијемо висококвалитетне протоколе за сајбер безбедност који могу да се изборе чак и са најсофистициранијим нападима.
Квантно рачунарство такође има потенцијал да пружи руку у криптографији, посебно у области познатој као квантна криптографија. Ово истражује чин коришћења квантне механике обављају криптографске функције.
3. Друг Девелопмент
Способност квантних рачунара да предвиде исход ситуација може их учинити ефикасним у развоју лекова. Квантни компјутер би једног дана могао помоћи да се предвиди како се одређени молекули понашају у одређеним сценаријима. На пример, квантни компјутер би могао да предвиди како ће се лек понашати у телу особе.
Овај повишени ниво истраживања могао би много олакшати период покушаја и грешке у развоју лекова.
Забринутост око квантног рачунарства
Када се развија нова врста технологије, природно је да се људи мало плаше. Дакле, да ли би квантно рачунарство требало да нас брине?
Много се причало о сајбер безбедности ризици које представљају квантни рачунари. Иако квантни рачунари могу помоћи у постизању виших нивоа дигиталне сигурности, ствари би могле кренути другим путем. Иако је ова претња тренутно хипотетичка, постоји шанса да се развије у проблем у наредним годинама, посебно када квантни рачунари постану доступни широј јавности Популација. Неке компаније већ нуде "квантно отпоран ВПН„услуге у ишчекивању.
Пошто квантни рачунари могу да реше веома сложене проблеме, њихов потенцијал за ефикасније разбијање лозинки и дешифровање података повећава. Док се чак и суперрачунари боре да пронађу велике кључеве за дешифровање, квантни рачунари ће једног дана имати могућност да лако дешифрују осетљиве податке, што би била веома добра вест за злонамерне актере.
Квантно рачунарство ће нас гурнути у будућност
Могућности које нуди квантно рачунарство нису ништа мање него невероватне и једног дана ће бити оствариве. Иако је квантно рачунарство још увек у раној фази, континуирани напредак у овој области може нас довести до огромних технолошких достигнућа. Само време ће показати са овим!
