Как работят квантовите компютри?
Една от най-популярните "технологии на бъдещето" са т.нар. квантови компютри. Идеята за използване на квантовите свойства на елементарните частици за изчислителни цели не е нова и датира още от 70-те години на 20. век.
Години наред темата е поле на изцяло теоретични разработки. В началото на 21. век обаче учените вече работят интензивно върху изграждането на хардуера. Естествено, най-често задаваният въпрос от неспециалистите е „Какво е квантов компютър?”.
За разлика от електронните изчислителни устройства, които използват електричество, квантовият компютър съхранява и обработва данни, като експлоатира квантовите свойства на атомите и на елементарните частици. Информацията в традиционния електронен компютър се съхранява под формата на битове, които може да имат едно от две възможни състояния – 0 или 1. При квантовия компютър информацията се съхранява в „кюбити” (т.е. квантови битове), които може да бъдат не само в състояние 0 или 1, но и в двете едновременно (0 и 1). Именно тук започват странностите на квантовата механика, които противоречат на здравия разум. Странности, които докарват мастити здравомислещи учени до ръба на лудостта, както и закоравели атеисти - до вярата в Бог.
Причината за многовариантността на кюбитите е във фундаменталния закон на квантовата механика, наречен „суперпозиция”. Зад тази загадъчна дума се крие възможността атомите и елементарните частици да пребивават едновременно в две различни състояния. Например те може да бъдат едновременно в две алтернативни енергийни състояния или пък да се въртят около оста си в две противоположни посоки едновременно. От практическа гледна точка суперпозицията на кюбитите в квантовия компютър означава, че всяка операция, извършена с един кюбит, работи едновременно с две различни стойности, вместо с една, както при традиционните компютри. Т.е. още на базово ниво квантовите компютри осигуряват двойно по-голям ресурс за обработка и съхранение на информация. Съответно система от два кюбита оперира едновременно с четири стойности и т.н. – изчислителният капацитет се увеличава в геометрична прогресия с увеличаването на броя на кюбитите в квантовия компютър. За перспектива - система с няколкостотин кюбита може да съхранява повече числа, отколкото е броят на атомите във Вселената.