Кванттық компьютер дегеніміз не?
Кванттық компьютер ол болашақтың технологиясы. Сондықтан ол жайлы көп адам біле бермейді. Біз және барлық қарапайым дербес компьютерлерді қолданамыз. Қазіргі кезде көбінесе смартофон және планшеттерден ақпарат аламыз. Сол біз қолданатын компьютерлерде миллиардтаған транзисторлардан тұратын кремнийлік процессор бар. Осындай транзисторлардың жұмыс принципі өте қарапайым.Ол дегеніміз компьютер 0 және 1 деген логикалық операцияларды түсінеді. Компьютер туралы толық ақпаратты мына Компьютер қашан және қалай пайда болды?жерден оқи аласыз.
Дербес компьютерлердің қуатын процессорларды жақсарту арқылы көбейте аламыз. Кванттық компьютер жұмыс істеудің басқа нұсқасын ұсынады.
Кванттық компьютер — бұл деректерді және ақпараттарды беру және өңдеу үшін кванттық суперпозиция және кванттық тұрақсыздық арқылы пайдаланатын есептегіш құрылғы.
Әрине бірден түсіну өте қиын. Кванттық суперпозиция бізге белгілі бір жүйенің барлық ықтимал жағдайда болуын айтады. Мұны мысалмен қарастырайық. Кванттық компьютерлердегі ақпарат кубит пен сақталады.(Ол дербес компьютердегі бит сияқты). Егер қарапайым бит 0 немесе 1-ге тең болса, онда кубит 0 немесе 1 және бір уақытта 0 мен 1 болуы мүмкін. Демек, егер бізде 3 кубит бар болса. Мысалы 110, онда биттердегі бұл өрнек 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111-ге тең.
Кванттық компьютер жұмыс істеу принципі
Кванттық компьютер арқылы кез келген қиын математикалық және физикалық операцияларды аз уақытта шешуге болады. Мысалы, бізде 4 таңбалық сандық паролі бар. Ол сандар логикалық тұрғыдан 0000-нан 9999 арасында жатыр. Ал 9999 екілік жүйеде 10011100001111 осылай болады. Яғни оны жазу үшін 14 бит қажет. Сондықтан, егер бізде кванттық компьютер болса 14 кубит арқылы біз соның жауабын өте тез табамыз. Себебі ол 4 сан кванттық суперпозиция принципі бойынша міндетті түрде сол арада жатады. Егер кванттық компьютер пайда болса онда ол суперкомпьютерлерден де тез жұмыс істейді. Жасанды Интеллект арқылы оны қадағалауға және комбинацияларды реттеуге болады.
Барлығы керемет жақсы жұмыс істейді.Бірақ бір кемшілік бар. Ол есептеудін нәтижесін қайдан білеміз? Қарапайым дербес компьютер процессорға тікелей қосылып ақпаратты қабылдай алады. Ал кванттық компьютер есептеу нәтижесін белгілі бір уақытта шығарғаннан кейін шамасы өзгереді. Себебі кванттық тұрақсыздық арқылы өзгерістер әрдайым болып жүреді. Мысалы, қағаздың екі жағында екі жәшік бар. Біз жәшіктерді кез-келген қашықтыққа таратып, олардың біреуін ашып, онда көлденең жолақта қағаздың бір бөлігі бар екенін көреміз. Бұл автоматты түрде басқа қағаз парағы тік сызықта болады дегенді білдіреді. Бірақ мәселе, қағаздың бір бөлігін (немесе бөлшектердің) жай-күйін білетін кезде, кванттық тұрақсыздық жұмыс істемейді. Тұрақсыздық жоғалып кетіп, қарапайым биттерге айналады.
Құрылысы
Егер кванттық компьютерлер соншалықты керемет, күшті болса біз оларды неге пайдаланбаймыз? Себебі олардың құрылысы мен жасалуы өте күрделі. Кубит суперпозиция күйінде шексіз жұмыс істеу үшін оған арнайы жағдай жасау керек. Олар толық вакуум (басқа бөлшектердің болмауы), температураның нөлге тең болуы(Кельвин шкаласында) электромагниттік сәулеленудің жалпы болмауы ( кванттық жүйе). Мұндай тәжірибені тек арнайы ғылыми орталықтарда жасалынады. Үй жағдайында жасау әзірше мүмкін емес. Біріншіден бір қателік кетсе онда барлық барлық суперпозициялардың күйі жоғалады. Ал есептеулердің нәтижелері дұрыс болмайды. Екінші мәселе ол кубиттардың бір-бірімен өзара әрекеттесуін күшейту. Қазіргі уақытта максимум 10 кубит ғана жұмыс істейді.
Дегенмен бұл компьютерлердің болашағы бар. Алғашқы қадамдар 2013 жылы жасалды. Бөлме температурасында жұмыс істейтін қоспалармен (гауһардан) алғашқы екі кубиттік кванттық компьютер құрылды. Дегенмен, өкінішке орай, бұл 2 кубит есептеулер үшін жеткіліксіз.Сондықтан кванттық компьютерлер 10 жылдан кейін пайда болатын шығар.