Računala su se nekoć smatrala tehnologijama dostupnim samo znanstvenicima i obučenim profesionalcima. Ali došlo je do seizmičkih pomaka u povijesti računanja u drugoj polovici 1970-ih. Ne samo da su automobili postali puno manji i snažniji. Oni su postali dostupni svima za upotrebu u vlastitom domu.
O kvantnom računanju
Kvantno računanje danas je u povojima. Uključuju neke od najokrutnijih koncepata iz fizike 20. stoljeća. U SAD-u, Googleu, IBM-u i NASA-i eksperimentiraju i grade prva kvantna računala. Kina također aktivno ulaže u ove tehnologije.
Vjerujete li da će se dogoditi sličan pomak prema kvantnom računanju kada se entuzijasti mogu igrati sa kvantnim računalima iz svojih domova? To će se dogoditi mnogo ranije nego što većina ljudi misli.
Porast osobnih računala
Promotivni video:
Prva računala nastala su 1950-ih. Oni su bili veliki, često nepouzdani i po današnjim standardima ne osobito snažni. Dizajnirani su za rješavanje globalnih izazova, poput razvoja prve vodikove bombe.
Godine 1964. John Kemeny i Thomas Kurtz napisali su BASIC jezik. Cilj im je bio stvoriti jednostavan programski jezik koji bi se lako mogao naučiti i omogućiti svima da ga koriste. Kao rezultat toga, programiranje je prestalo biti isključivo za visoko kvalificirane znanstvenike. Svatko bi to mogao naučiti ako želi.
Taj se pomak u računanju nastavio kada su se prva kućna računala pojavila u kasnim 1970-ima. Hobisti su sada mogli kupiti svoje računalo i programirati ga kod kuće. Roditelji i djeca mogli su zajedno učiti. Ta rana računala nisu bila baš moćna i s njima ste mogli učiniti ograničenu količinu stvari, ali bili su izuzetno entuzijastični.
Kad su se ljudi igrali sa svojim automobilima, shvatili su da im treba više mogućnosti i više snage. Osnivači Microsofta i Applea shvatili su da kućno računalo ima ogromnu budućnost.
Gotovo svaki Amerikanac sada ima laptop, tablet ili pametni telefon - ili sva tri. Provode puno vremena na društvenim mrežama, e-trgovini i pretraživanju interneta.
Niti jedna od tih aktivnosti nije postojala 1950-ih. Nitko tada nije mogao pomisliti na tako nešto. Njihov razvoj doveo je do dostupnosti novog alata, računala.
Unesite Quantum
Klasični proračuni, poput računala u vašem domu, temelje se na ljudskim proračunima. Stroj raščlanjuje sva računanja na njihove osnovne dijelove: binarne znamenke 0 i 1. Naša računala danas koriste bitove iz binarnih znamenki - jer su ih lako implementirati pomoću prekidača koji su ili isključeni ili isključeni.
Kvantno računanje temelji se na načinu na koji se računa svemir. Sadrži sve klasične proračune, ali uključuje i nekoliko novih koncepata koji su proizašli iz kvantne fizike.
Umjesto bita, kvantno računanje ima qubits. Međutim, rezultat kvantnog računanja potpuno je isti kao u klasičnom računanju: broj bitova.
Razlika je u tome što tijekom ovog procesa računalo može manipulirati quitima pomoću bitova. Može staviti qubits u superpoziciju stanja i zapetljati ih.
Što to znači?
I superpozicija i zapletenost su pojmovi kvantne mehanike koji većina ljudi nije upoznata. Superpozicija otprilike znači da qubit može biti kombinacija ili 0 ili 1. Entanglement znači korelaciju između qubita. Kada se izmjeri jedan od par isprepletenih kubita, to odmah pokazuje kakvu ćete vrijednost dobiti kad izmjerite partnera. To je Einstein nazvao "sablasnom akcijom na daljinu".
Matematika potrebna za potpuno opisivanje kvantne mehanike zastrašujuća je, a ta pozadina potrebna je za oblikovanje i izgradnju kvantnog računala. Ali matematika potrebna za razumijevanje kvantnog računanja i za početak dizajniranja kvantnih krugova mnogo je jednostavnija: srednjoškolska algebra u osnovi je jedini zahtjev.
Kvantno računanje i ti
Kvantna računala tek počinju. To su veliki strojevi koji su nepouzdani i još nisu vrlo moćni.
Za što će se oni koristiti? Kvantno računanje ima važne aplikacije u kriptografiji. Godine 1994., matematičar MIT Peter Shore pokazao je da bi, ako su izgrađena kvantna računala, mogla razbiti suvremene metode šifriranja na Internetu. To je potaknulo stvaranje novih načina šifriranja podataka koji su mogli izdržati kvantne napade, što je dovelo u doba postkvantne kriptografije.
Također izgleda da će kvantno računanje vjerojatno imati veliki utjecaj na kemiju. Postoje određene reakcije koje je klasično računalo teško simulirati. Kemičari se nadaju da će kvantna računala biti učinkovita u simulaciji tih pojava.
Ali ne mislimo da ima smisla nagađati o tome što će većina ljudi raditi s kvantnim računalima u 50 godina. Kada će kvantno računarstvo postati nešto što svi mogu koristiti u svom domu?
Odgovor je da je to već moguće. U 2016. IBM je u oblak dodao malo kvantno računalo. Svatko s internetskom vezom može dizajnirati i pokrenuti svoje kvantne sklopove na ovom računalu. Kvantni krug je niz osnovnih koraka koji izvode proračun.
IBM kvantno računalo ne samo da je slobodno za korištenje, već ima i jednostavno grafičko sučelje. To je mali, ne baš moćan stroj, sličan prvim kućnim računalima, ali hobisti već mogu početi svirati. Smjena je započela.
Zaključak
Ljudi ulaze u eru u kojoj je učenje i eksperimentiranje s kvantnim računanjem jednostavno. Kao i kod prvih kućnih računala, možda je nejasno da postoje problemi koje treba riješiti s kvantnim računalima, ali kad ljudi igraju, mislim da će vjerojatno otkriti da im treba više snage i više mogućnosti. To će otvoriti put za nove aplikacije kojih još nismo svjesni.
Autor: Angelina Simakova
A sada nudimo za čitanje alternativni prikaz kvantnih računala: "Kvantno računalo? Ne danas! Ne sutra! Nikad …?"