Komputery przyszłości

Drogi komputerze, poprowadź mnie przez miasto bez stania w korkach! Mieszkańcy wielkich miast pokochaliby takiego cyfrowego asystenta. Tak skomplikowane zadanie byłoby trudne nawet dla superkomputera. Jednak komputer kwantowy jest w stanie to zrobić.  

Czym jest komputer kwantowy? 

Komputery kwantowe wykorzystują w celu przetwarzania informacji zasady mechaniki kwantowej. W przeciwieństwie do klasycznych komputerów, pracują już nie na bitach, lecz bitach kwantowych, w skrócie kubitach. Podczas gdy bity mogą przyjmować tylko wartość zera lub jedynki, kubity dzięki prawom fizyki kwantowej mogą przyjmować stan zera, jedynki lub oba te stany jednocześnie. 

Co komputery kwantowe potrafią lepiej? 

W przypadku wielu złożonych zadań z zakresu badań medycznych, materiałowych i klimatycznych lub logistyki niezbędne jest równoległe wykonywanie wielu kroków obliczeniowych. Tradycyjne komputery potrzebują do tego bardzo wielu pojedynczych rdzeni obliczeniowych, które pracują nad zadaniem równolegle. Z kolei komputery kwantowe potrzebują wyłącznie jednego chipa, ponieważ zawarte w nim kubity mogą przyjmować równocześnie różne stany. Poza tym, komputer kwantowy pracuje nie tylko dużo szybciej, lecz także zużywa mniej energii. 

Czy komputery kwantowe są już obecnie powszechnie stosowane? 

Nie, ponieważ istnieje jeszcze wiele wyzwań związanych z techniczną stroną realizacji. Komputery kwantowe to wciąż bardzo złożone i wrażliwe maszyny. Kubity reagują na najmniejsze wpływy zewnętrzne, muszą być chronione przed wstrząsami, polem magnetycznym i elektrycznym. Dlatego systemy na nich oparte są równie podatne na błędy. 

Jaki komputer kwantowy posiada największą wydajność? 

Za najpotężniejszy obecnie chip kwantowy uważany jest „Willow“ firmy Google, w którego rozwoju istotną rolę odegrał niemiecki informatyk Hartmut Neven. Zespół deweloperski opracował innowacyjne podejście do korekty błędów. Podwojenie liczby kubitów ograniczyło o połowę ilość błędów. Złożone zadanie z zakresu statystyki kwantowej „Willow“ może rozwiązać w pięć minut, podczas gdy najpotężniejszy obecnie superkomputer Frontier potrzebowałby na to miliardów lat. 

Czy kiedykolwiek będziemy korzystać z komputerów kwantowych? 

Nie w dającej się przewidzieć przyszłości. Bardziej prawdopodobne jest to, że systemy hybrydowe połączą tradycyjne komputery z komputerami kwantowymi. Komputer kwantowy będzie przeprowadzał obliczenia, wszystko inne przejmie klasyczny komputer.