Kaj je kvantni računalnik?

kvantni računalnik

Računalniška tehnologija je v zadnjih letih močno napredovala. To opazite tudi sami, saj popolnoma nov računalnik v dveh letih postane že zastarel. Glavni cilj tega razvoja je predvsem povečati zmogljivost računalnikov in njihovo hitrost delovanja. S tega vidika je kvantni računalnik razred zase.

Gre za stroje, ki delujejo v posebnih pogojih in so sposobni reševati probleme z izjemno hitrostjo. To jim omogoča njihov poseben princip delovanja, ki temelji na kvantnemu sistemu. Zato so kvantni računalniki še posebej dobrodošli na različnih področjih znanosti.

Kako deluje?

Čeprav še vedno govorimo o računalnikih, pa je delovanje kvantnega računalnika popolnoma drugačno od navadnih računalnikov. Ti imajo v procesorju tranzistorje, ki so nekakšna električna stikala z vrednostjo 0 ali 1. To predstavlja en bit – osnovno enoto za merjenje informacij. Cilj računalniške tehnologije je, da bi bili tovrstni tranzistorji čim manjši in da bi v en bit shranili čim več informacij. Če želimo, da je računalnik hitrejši, potem je potrebno uporabiti več tranzistorjev oziroma več procesorjev.

Za odlično rešitev tega problema se je izkazal kvantni računalnik, ki informacije hrani v kvantnih bitih ali kubitih. Zaradi tega ima ta vrsta računalnikov izjemno računsko moč, pri čemer se število kubitov veča eksponentno. Rezultat tega je, da lahko takšen računalnik reši problem v dobrih treh minutah, medtem ko bi najboljši super računalniki zanj potrebovali 10.000 let.

Hitrost je glavna prednost kvantnega računalnika

Verjetno ste do sedaj že ugotovili, da je največja prednost kvantnega računalnika njegova hitrost. Če je govora o kompleksnejšem problemu, potem ga bo kvantni računalnik rešil veliko hitreje kot pa klasični. Glavni razlog za to je, da tovrstni računalniki izkoriščajo prednost kvantnega stanja, kar pomeni, da hkrati testira vsa možna stanja.

Velika prednost kvantnega računalnika je tudi simuliranje drugega kvantnega sistema. Ta lastnost je izjemno koristna na področju znanosti, kjer lahko en takšen kvantni računalnik brez večjih težav simulira številne molekule in njihove atome pri oblikovanju novih zdravil. Če vemo, da imamo tudi po 40 atomov v eni molekuli, tudi najboljši računalnik tega ne more simulirati. Za kvantni računalnik pa je to zelo enostavna naloga, zato bi lahko v prihodnosti postal pomemben asistent pri izdelavi zdravil.

Kvantni računalnik ima v prihodnosti velik potencial

Zasebni investitorji in državne ustanove so hitro prepoznale pravo moč kvantnih računalnikov. Zato ni nič presenetljivega, da se v zadnjih letih v to področje investira vse več finančnih sredstev. Glede na vsa dejstva lahko sklepamo, da ima kvantni računalnik izjemen potencial. Poleg tega, da bi ga uporabljali za izdelavo zdravil, pa bi v prihodnosti z njim lahko natančneje napovedovali vreme ali pa oblikovali povsem nove naprave.

V prihodnosti se pričakuje, da bo bil kvantni računalnik kar 1000-krat hitrejši od klasičnih računalnikov, čeprav njegovega pravega potenciala še ne poznamo dobro. Dodaten plus pa bo bil, da bo za svoje delovanje porabil od 100 do 1000-krat manj električne energije. Seveda pa ni za pričakovati, da bi tovrstni računalniki kaj kmalu vstopili tudi v naša gospodinjstva. Na to bo potrebno počakati še nekaj let ali celo desetletij.