Kvantno računarstvo može nam pomoći da izgradimo svetliju (i zeleniju) budućnost
Godine 1980, američki fizičar Pol Beniof objavio je prvi kvantno-mehanički model računara, demonstrirajući kako računar može funkcionisati prema zakonima kvantne mehanike.
Kvantno računarstvo postoji već neko vreme, ali se retko pojavljuje u naslovima vesti
U suštini, kvantni računar funkcioniše drugačije od standardnog računara na koji ste navikli i koristi se za rešavanje neverovatno složenih problema. Ustanovili smo da kvantno računarstvo nije isto što i „normalno“ računarstvo, već je to poseban sistem koji koristi fenomene kvantne mehanike za ogromno povećanje računarske snage. Gotovo magično, skalabilni kvantni računar može koristiti specijalizovani hardver za izvođenje specifičnih proračuna eksponencijalno brže od modernog računara, čak i sa najboljim procesorima i grafičkim karticama. Zamislite ga kao superračunar sa jedinstvenim hardverom. Kvantno računarstvo može probiti popularne metode šifrovanja, raditi na simulacijama fizičkih procesa i nauci o materijalima, te izvoditi neverovatno složene proračune koje moderni računari ne bi mogli postići ili bi im za to trebalo previše vremena.
Umesto da koristi binarne bitove (1 i 0, uključeno i isključeno), kvantno računarstvo koristi kvantni bit (skraćeno kubit), koji je u suštini oba stanja istovremeno. Sve na vašem računaru koristi bezbroj bitova ili binarnih cifara, dok je kubit subatomska čestica, poput elektrona. Kvantni računar može generisati i manipulisati kubitom unutar kvantnog stanja. Kada spojite nekoliko ovih kubita, imate na raspolaganju ozbiljne računarske resurse u poređenju s tradicionalnim bitovima. Omogućavajući više kombinacija 1 i 0 istovremeno, kvantno računarstvo može gotovo trenutno obraditi ogroman broj ishoda.
Zamislite to kao da vaš računar koristi više kombinacija 1 i 0 unutar jednog bita, što pokazuje koliko moćne ove mašine mogu biti. Već sada postoje kvantna rešenja koja nude kompanije poput Microsofta i IBM-a.
Iako su dostupna u naučne svrhe, kvantni računari su uglavnom bili eksperimentalni i suočeni s preprekama koje ih čine nepraktičnim. Prvo, proizvodnja kubita je izazovna bez pojave neželjene šumne interferencije tokom proračuna. Ovo je posledica kvantne dekoherencije kubita. Jedan od glavnih stubova kvantnog računarstva je kvantna koherencija, pa dekoherencija predstavlja problem. Radi se na izolaciji kubita od okoline i produžavanju vremena koherencije, što bi trebalo pomoći u smanjenju stope grešaka, ali tehnologija je još u razvoju i može doći do promena. Kompanije poput IonQ-a napreduju i lansirale su kvantne računare u SAD-u i Evropi.
Superračunari takođe nisu van igre, jer se nastavlja rad na unapređenju performansi ne samo modernih sistema za potrošače već i superračunara, omogućavajući im da obrađuju još više podataka. Hardver takođe postaje značajno bolji sa svakom generacijom. Pre samo deset godina, četvorojezgarni procesori bili su vodeći na tržištu za potrošače, dok sada najjeftiniji AMD i Intel čipovi imaju šest ili više jezgara. Već sada vidimo kompanije koje koriste moć kvantnog računarstva za razvoj poboljšanih tehnologija baterija za vozila, što nam daje uvid u ovo uzbudljivo istraživanje. Evropski vazduhoplovni gigant Airbus koristio je kvantno računarstvo za rešavanje složenih računskih zahteva u dinamici fluida, simulacijama konačnih elemenata, aerodinamici, mehanici leta, putanjama leta i još mnogo toga. Airbus Ventures čak je uložio u kompanije IonQ, Q-CTRL i QC Wave kako bi oblikovao budućnost kvantne tehnologije. Godine 2023, Airbus i BMW istraživali su modelovanje hemijskih reakcija unutar vodoničnih gorivnih ćelija. Kako kompanije zajedno s javnošću teže dekarbonizovanoj budućnosti, hardver i softver za računare, posebno kvantno računarstvo, biće u prvom planu istraživanja i razvoja.
Kvantno računarstvo biće korisno i u finansijama, upravljanju i bezbednosti. Kako postaje dostupna veća računarska snaga za razbijanje šifrovanja koje se nekada smatralo sigurnim, nove tehnologije mogu se razviti i uvesti kroz kvantno računarstvo kako bi zaštitile podatke. Biće nam potrebna značajna računarska snaga za rešavanje problema s kojima se suočavamo na više nivoa, a kvantna mehanika je samo jedan od načina da se pomogne u dizajniranju i izgradnji bolje budućnosti za buduće generacije.
