Κβαντικός υπολογιστής και η Τεχνολογία του (μέρος α)

Κβαντικός υπολογιστής και η Τεχνολογία του (μέρος α)

Ο Κβαντικός Υπολογιστής και η Τεχνολογία του: Ο διάσημος φυσικός Feynman από την δεκαετία του 1980 και μετέπειτα αρκετοί φυσικοί υποστήριξαν πως η λύση για την επίτευξη της επεξεργασίας μεγάλου όγκου δεδομένων σε ελάχιστο χρόνο θα παρέχεται από τους κβαντικούς υπολογιστές  καθώς θα προσφέρουν μεγάλες ταχύτητες επεξεργασίας.  Οι υπολογιστές αυτοί στηρίζουν τη λειτουργία τους στα κβάντα (άτομα, ιόντα ή μόρια). Δεν υπάρχει φυσικός νόμος που να «απαγορεύει» τη σμίκρυνση των bits στο μέγεθος ενός ατόμου.

Στα μέσα της δεκαετίας του 1960 ένας εκ των ιδρυτών του κολοσσού της Intel (ο Gordon Moore) προέβλεψε ότι η υπολογιστική ισχύς θα διπλασιαζόταν κάθε 1 ½ χρόνο (18 μήνες). Με τους ρυθμούς που εξελίσσεται η τεχνολογία των υπολογιστών ενδέχεται την προσεχή δεκαετία να υποστεί ένα κλυδωνισμό αδιεξόδου, όσο αφορά την περαιτέρω ανάπτυξή της σε τέτοιο βαθμό που ίσως να είναι μονόδρομος η εξερεύνηση νέων δρόμων υπολογιστικής ισχύος, κάτι που οι φυσικοί ευελπιστούν να καλύψουν με την χρήση των κβαντικών υπολογιστών.

%cf%86%ce%b1%ce%b9%ce%bd%ce%bc%ce%b1%ce%bd

Κβαντικός υπολογιστής και η Τεχνολογία του

Το αδιέξοδο στην συνεχόμενη αύξηση της υπολογιστικής ισχύος θα οφείλεται στο ότι τα μικροσκοπικά ήδη σχήματα που φέρουν τα ολοκληρωμένα κυκλώματα στην επιφάνεια τους δεν θα μπορούν πλέον να γίνουν πιο συρρικνωμένα, καθώς η όλο και αυξανόμενη συρρίκνωση δημιουργεί τον λεγόμενο θερμικό θόρυβο η αντιμετώπιση του οποίου μάλλον καθίσταται αδύνατη.

Επιπλέον, η ανάγκη για ασφαλή επικοινωνία και μεθόδους αποτελεσματικής κρυπτογραφίας είναι πολύ μεγάλη σε σημείο που ο σημερινός υπολογιστής ίσως να μην μπορεί πλέον να ανταποκριθεί πλήρως στις απαιτήσεις, κυρίως στον τομέα απόρρητων προσωπικών ή πολιτικών – διπλωματικών κρυπτογραφικών επικοινωνιών καθώς και στον τομέα του ηλεκτρονικού εμπορίου.

Βέβαια εκτός από τις ασύλληπτα για τα σημερινά δεδομένα προοπτικές που ανοίγονται με την χρήση των κβαντικών υπολογιστών, δημιουργούνται ταυτόχρονα και κάποια ερωτηματικά καθώς κανείς δεν ξέρει ακριβώς τα πλήρη στάδια κατασκευής τους στο κοντινό μέλλον. Αυτό οφείλεται εκτός από τις τεχνικές hardware δυσκολίες και στην δυσκολία δημιουργίας software κώδικα για τα δεδομένα υψηλής ταχύτητας αυτών των υπολογιστών καθώς η υπολογιστική τους δυνατότητα είναι τόσο μεγάλη, που δεν μπορεί κανείς να εξακριβώσει αν τα αποτελέσματα που θα δώσουν σε προβλήματα, είναι απολύτως σωστά ή όχι.

Τι είναι τα Κβαντικά Bits ή  Qu-bits

Στους κλασσικούς υπολογιστές  βασική έννοια είναι το γνωστό συντομογραφικά,  bit (binary digit). Το bit αντιπροσωπεύει την μονάδα πληροφορίας και είναι το δυαδικό ψηφίο 0 ή 1, δηλαδή μπορεί να πάρει μόνο δύο τιμές την 0 και την 1.  Στους κβαντικούς υπολογιστές  η μονάδα πληροφορίας είναι το Quantum Bit  ή συντομογραφικά το QuBit.  To qubit είναι ουσιαστικά η μονάδα πληροφορίας των κβαντικών υπολογιστών και είναι ένα κβαντικό σύστημα δύο καταστάσεων που αντίστοιχα συμβολίζονται με   |0>  και  |1> .

Μπορούμε να πούμε πως η βασική δομή λειτουργίας των κβαντικών υπολογιστών βασίζεται στα υποατομικά σωματίδια (qubits) τα οποία απλά αντικαθιστούν τα δυαδικά bits, δηλαδή τα ψηφία 1 και 0 (ή αλλιώς τους διακόπτες θέσης on-off όπως στα κλασσικά ψηφιακά συστήματα).
Οι δύο καταστάσεις που αποτελούν τη βάση του qubit μπορούν να αντιστοιχιστούν με τις προβολές του σπίν (s) ενός σωματιδίου. Η κατάσταση στην οποία το σπιν είναι κάτω συμβολίζεται με   |1>  ενώ η πάνω συμβολίζεται με  |0> .

 

Κβαντικός υπολογιστής και η Τεχνολογία του (μέρος β)

Δες εδώ

Απάντηση

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.