Složeni problemi rešeni očas posla – svaki računar kad "poraste" hteo bi da bude kvantni

Nemačka kancelarka Angela Merkel predstavila je prvi kvantni računar u Nemačkoj, što je ujedno i prvi kvantni računar kompanije IBM van Sjedinjenih Američkih Država. Time je još jednom pokrenuta tema kvantne tehnologije, koja i dalje nije dovoljno istražena.

Kako se kvantni računari razlikuju od klasičnih?

Sama reč "kvantni" je dovoljno misteriozna, pa, kada se iskombinuje sa predviđanjima da će ovi računari raditi mnogo brže nego oni koji trenutno postoje, nije ni čudo što je pojam kvantnih računara mnogima neuhvatljiv.

Da bismo shvatili kako rade kvantni računari, bilo bi dobro da se prvo podsetimo kako rade klasični, koje svakodnevno koristimo.

Praktično sve što vidite ili uključite, od Jutjub video-snimka do naloga na društvenim mrežama, klasični računar vidi kao dugi niz nula i jedinica, odnosno vrednosti koje nose "bitovi". 

Svaka komanda koju unesete predstavljena je kao kombinacija nula i jedinica, a potom se te kombinacije obrađuju i prolaze kroz algoritam.

Koliko god da neka funkcija izgleda komplikovano, proces je uvek isti - nule i jedinice se kombinuju i računaju ("compute" znači "računati" na engleskom).

Otud dolazi i sam naziv uređaja - računar.

Kod kvantne tehnologije, stvari su malo drugačije. Umesto da rade pomoću bitova, kvantni računari koriste "kjubite".

Kvantne sprege

Kjubiti nisu ni nula ni jedinica, već predstavljaju "mogućnost nule i mogućnost jedinice odjednom".

Tačnije, kjubiti predstavljaju nedefinisana svojstva nekog objekta pre nego što se otkrije o čemu se zapravo radi - primeri za to su polarizacija fotona ili spin elektrona, piše Science Alert.

Ovakva stanja nazivaju se superpozicije, i mogu biti isprepletane sa superpozicijama drugih objekata.

Nema konkretnih detalja o tome šta superpozicije predstavljaju, zato je sve pomalo i apstraktno - najbolje bi bilo reći da su superpozicije "komplikovana stanja nula i jedinica".

Pixabay

Kada se kvantne čestice susretnu, stvara se "kvantna sprega", gde se kvantno stanje pojedinačne čestice ne može utvrditi nezavisno od drugih čestica.

Kompleksna matematika koja stoji iza ovih nedefinisanih stanja, njihovog preplitanja i izračunavanja, uključuje se u posebne algoritme.

Kvantni računari su dizajnirani da koriste ove algoritme, kako bi, na osnovi kvantnih sprega pokušali da predvide konačno rešenje, odnosno "destinaciju" ka kojoj su se zaputile kvantne čestice.

Zahvaljujući tome, kvantni računari mogu da reše neke probleme, naprave proračune i izvrše komande za mnogo kraći vremenski period nego klasični.

Pri tome, klasični računari verovatno ne bi ni mogli da naprave veći deo proračuna kao kvantni.

Jedan od primera gde bi kvantni računari mogli da se koriste jeste rešavanje složenih matematičkih problema, ili pravljenje znatno jačih sigurnosnih kodova sistemom enkripcije.

Takođe, neke automobilske kompanije koriste kvantnu tehnologiju kako bi simulirale hemijski sastav i rad baterija električnih automobila, na osnovu čega ih unapređuju.

Kvantna tehnologija je još uvek u eksperimentalnoj fazi.

Međutim, jednom kada se do kraja istraži i postane upotrebljiva u punoj snazi, omogućiće rešavanje problema i izvršavanje zadataka o kojima klasični računari "mogu samo da sanjaju".

(Priredio: J.Đ.)