Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι ένα από τα πιο συναρπαστικά θέματα στην τεχνολογία σήμερα. Ακούγονται σαν κάτι από ταινία επιστημονικής φαντασίας, αλλά είναι πραγματικότητα ή τουλάχιστον, είμαστε πολύ κοντά στο να γίνουν πραγματικότητα. Τι είναι όμως ακριβώς οι κβαντικοί υπολογιστές, πώς λειτουργούν, πώς μπορούν να βοηθήσουν την ανθρωπότητα και πόσο μακριά είμαστε από το να τους δούμε να δουλεύουν πλήρως; Ας το δούμε με απλά λόγια.
Τί είναι οι Κβαντικοί Υπολογιστές;
Οι κλασικοί υπολογιστές, όπως το laptop ή το smartphone σου, λειτουργούν με «μπιτς» (bits). Ένα μπιτ είναι σαν ένας διακόπτης: Μπορεί να είναι είτε 0 είτε 1. Όλα όσα κάνει ο υπολογιστής σου -από το να παίζεις παιχνίδια μέχρι να στέλνεις email- βασίζονται σε εκατομμύρια τέτοια 0 και 1.
Οι κβαντικοί υπολογιστές, από την άλλη, χρησιμοποιούν «κβαντικά μπιτς» ή «κιούμπιτς» (qubits). Τα qubits είναι ξεχωριστά γιατί, χάρη στις ιδιότητες της κβαντικής φυσικής, μπορούν να είναι 0, 1 ή και τα δύο ταυτόχρονα! Αυτή η κατάσταση ονομάζεται «υπέρθεση» (superposition) και είναι σαν να έχεις ένα μαγικό διακόπτη που μπορεί να είναι ανοιχτός και κλειστός την ίδια στιγμή.
Πώς λειτουργούν;
Η μαγεία των κβαντικών υπολογιστών δε σταματά στην υπέρθεση. Έχουν και μια άλλη ιδιότητα που λέγεται «κβαντική εμπλοκή» (entanglement). Όταν δύο qubits είναι εμπλεκόμενα, το ένα επηρεάζει το άλλο, ακόμα κι αν βρίσκονται χιλιόμετρα μακριά. Αυτό επιτρέπει στους κβαντικούς υπολογιστές να κάνουν πολλούς υπολογισμούς ταυτόχρονα, κάτι που οι κλασικοί υπολογιστές δεν μπορούν.
Φαντάσου ότι ψάχνεις το όνομα κάποιου σε έναν τεράστιο τηλεφωνικό κατάλογο. Ένας κλασικός υπολογιστής θα κοιτάξει μία-μία τις σελίδες. Ένας κβαντικός υπολογιστής, χάρη στην υπέρθεση και την εμπλοκή, μπορεί να «κοιτάξει» όλες τις σελίδες ταυτόχρονα. Αυτό τους κάνει απίστευτα γρήγορους σε συγκεκριμένα προβλήματα.
Πώς μπορούν να βοηθήσουν την ανθρωπότητα;
Οι κβαντικοί υπολογιστές δε θα αντικαταστήσουν τους καθημερινούς μας υπολογιστές, αλλά μπορούν να λύσουν προβλήματα που σήμερα θεωρούνται αδύνατα. Ας δούμε μερικά παραδείγματα:
- Ιατρική: Μπορούν να προσομοιώσουν πολύπλοκα μόρια και να βοηθήσουν στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων πιο γρήγορα και φθηνά. Φαντάσου να βρίσκουμε θεραπείες για ασθένειες όπως ο καρκίνος σε λίγους μήνες αντί για δεκαετίες!
- Κλιματική Αλλαγή: Μπορούν να βελτιστοποιήσουν συστήματα ενέργειας, να σχεδιάσουν καλύτερες μπαταρίες ή να προβλέψουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τις κλιματικές αλλαγές.
- Ασφάλεια: Μπορούν να σπάσουν κωδικούς που προστατεύουν τα δεδομένα μας, αλλά και να δημιουργήσουν νέους, αδιάβλητους κωδικούς για να μας κρατήσουν ασφαλείς.
- Τεχνητή Νοημοσύνη: Μπορούν να επιταχύνουν τη μάθηση των μηχανών, βοηθώντας στην εξέλιξη της τεχνητής νοημοσύνης.
Πόσο κοντά είμαστε σε έναν λειτουργικό Κβαντικό Υπολογιστή;
Η αλήθεια είναι ότι οι κβαντικοί υπολογιστές υπάρχουν ήδη, αλλά είναι ακόμα σε πειραματικό στάδιο. Εταιρείες όπως η Google, η IBM και η Quantum Computing Inc. και η Microsoft έχουν φτιάξει μικρούς κβαντικούς υπολογιστές που μπορούν να λύσουν συγκεκριμένα προβλήματα. Το 2019, η Google ισχυρίστηκε ότι ο κβαντικός της υπολογιστής έλυσε σε 200 δευτερόλεπτα ένα πρόβλημα που θα έπαιρνε 10.000 χρόνια σε έναν κλασικό υπερυπολογιστή – ένα επίτευγμα που ονομάζεται «κβαντική υπεροχή».
Όμως, υπάρχουν ακόμα πολλά εμπόδια. Τα qubits είναι πολύ ευαίσθητα, χρειάζονται εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (κοντά στο απόλυτο μηδέν) και προστασία από θόρυβο ή κραδασμούς για να δουλέψουν. Επίσης, δεν έχουμε βρει ακόμα τρόπους να τους κάνουμε να λύνουν όλα τα προβλήματα που θέλουμε με αξιοπιστία.
Οι ειδικοί λένε ότι είμαστε πιθανότατα 5-10 χρόνια μακριά από κβαντικούς υπολογιστές που να είναι πρακτικοί και χρήσιμοι σε μεγάλη κλίμακα. Ωστόσο, η πρόοδος είναι γρήγορη και κάθε χρόνο μαθαίνουμε περισσότερα.
Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι σαν ένα κλειδί για να ξεκλειδώσουμε νέες δυνατότητες στην επιστήμη, την τεχνολογία και την καθημερινότητά μας. Δεν είναι απλώς πιο γρήγοροι υπολογιστές, είναι μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση στη λύση προβλημάτων. Αν και δεν είναι ακόμα έτοιμοι να μπουν στα σπίτια μας, το μέλλον τους φαίνεται λαμπρό.
Πηγή: unboxholics.com