KOMPUTERY KWANTOWE
69
15 Komputery kwantowe Komputery kwantowe to maszyny obliczeniowe o supermocy, możliwe dzięki dziwacznym prawom fizyki kwantowej. W ciągu kilku minut mogą wykonywać zadania, które na komputerze osobistym trwałyby dłużej niż wiek Wszechświata, i już są dostępne w laboratoriach na całym świecie. Dzisiejsze komputery działają, przechowując bity informacji (patrz s. 61), wykorzystując stany wł./wył. przełączników elektrycznych zwanych tranzystorami. Ale tranzystory działają zgodnie ze „starymi”, klasycznymi prawami fizyki. Na początku XX wieku fizyka klasyczna ustąpiła nowemu podejściu – mechanice kwantowej (patrz s. 39). Podczas gdy fizyka klasyczna pozostaje w pewnych okolicznościach rozsądnym przybliżeniem, szybko stało się jasne, że teoria kwantowa daje prawdziwy obraz rzeczywistości. W roku 1985 brytyjski fizyk teoretyczny David Deutsch zdał sobie sprawę, że obliczenia komputerowe w obecnej postaci są oparte na niewłaściwej fizyce. Zajął się przekształceniem teorii obliczeń do ram kwantowych, co prowadzi do całkiem nowego projektu komputerów – zdecydowanie przewyższających swoich poprzedników.
Hello, kubit W nowym obrazie bity informacji – które klasycznie mogą przyjmować wartości 0 lub 1 – zostają zastąpione przez bity kwantowe, czyli kubity, które jednocześnie mogą być i 0, i 1. Jest to możliwe, gdyż mechanika kwantowa pozwala cząsteczce kwantowej istnieć w mieszaninie wszystkich możliwych stanów do chwili dokonania pomiaru (patrz s. 41). Więc jeśli informacje zapiszemy w świecie kwantowym, to one także będą istniały w mieszance wszystkich możliwych stanów. Można uważać, że jest to poważny problem dla maszyny obliczeniowej, ale w istocie jest to kluczowa kwestia mocy komputerów kwantowych. Gdy bit informacji przechodzi przez zwykły procesor komputera,
PWN 50 idei. Nauki ścisłe.indd 69
26/03/2021 09:54