Cum funcţionează un calculator cuantic şi cum va schimba acesta omenirea. Poţi cumpăra un astfel de computer?

Un calculator cuantic este un tip de calculator care utilizează proprietățile mecanicii cuantice pentru a efectua calcule. În mecanica cuantică, particulele pot fi într-un superpoziție de stări, ceea ce înseamnă că pot fi în mai multe stări în același timp. Această proprietate permite calculatoarelor cuantice să efectueze calcule mult mai rapid decât calculatoarele clasice.

Principiul de bază al unui calculator cuantic este utilizarea qubiţilor. Un qubit este implementat în forma unui sistem cuantic care posedă doar două stări independente (fizic distincte) și deci este descris printr-o funcție de stare sub forma unei suprapuneri liniare a acestor două stări de bază. Aşadar, un qubit este echivalentul unui bit clasic, dar poate fi într-un superpoziție de stări 1 și 0 în același timp. Aceasta înseamnă că un qubit poate reprezenta mai multe numere în același timp.

Un calculator cuantic este construit din mii sau milioane de qubiţi. Qubiţii sunt conectaţi între ei într-o rețea care permite calculatorului să efectueze calcule.

Calculatoarele cuantice pot fi utilizate pentru a rezolva probleme care sunt imposibil de rezolvat cu calculatoarele clasice. Un calculator cuantic poate schimba lumea în mai multe domenii, cum ar fi criptografia, inteligența artificială, simularea moleculară, optimizarea, învățarea automată și altele. De exemplu, un calculator cuantic ar putea sparge codurile secrete folosite pentru a proteja comunicațiile online, dar ar putea și să creeze noi coduri mai sigure, bazate pe inseparabilitatea cuantică. De asemenea, un calculator cuantic ar putea să modeleze comportamentul moleculelor și al materialelor, ceea ce ar putea duce la descoperirea de noi medicamente, energii și tehnologii.^[sursa]

Cum vor schimba lumea calculatoarele cuantice

Calculatoarele cuantice au potențialul de a schimba lumea în mai multe moduri. Iată câteva dintre modurile prin care ar putea face acest lucru:

• Medicina: Calculatoarele cuantice pot fi utilizate pentru a dezvolta noi medicamente și tratamente pentru boli. De exemplu, calculatoarele cuantice pot fi utilizate pentru a simula moleculele de droguri pentru a înțelege mai bine modul în care funcționează și pentru a identifica noi ținte pentru medicamente;
• Materiale: Calculatoarele cuantice pot fi utilizate pentru a proiecta noi materiale cu proprietăți unice. De exemplu, calculatoarele cuantice pot fi utilizate pentru a proiecta noi materiale care sunt mai puternice, mai durabile sau mai eficiente din punct de vedere energetic;
• Inginerie: Calculatoarele cuantice pot fi utilizate pentru a proiecta noi produse și sisteme. De exemplu, calculatoarele cuantice pot fi utilizate pentru a proiecta noi tipuri de motoare, turbine sau computere;
• Analitica: Calculatoarele cuantice pot fi utilizate pentru a analiza cantități mari de date. De exemplu, calculatoarele cuantice pot fi utilizate pentru a analiza datele genetice pentru a identifica noi riscuri pentru sănătate sau pentru a analiza datele financiare pentru a identifica noi oportunități de investiții.

Calculatoarele cuantice sunt încă în faza incipientă de dezvoltare, dar au potențialul de a revoluționa multe domenii ale vieții noastre.

Poţi cumpăra un calculator cuantic?

Răspunsul scurt este da, poți cumpăra un calculator cuantic, dar în prezent acestea sunt disponibile doar pentru cercetători și companii. Există o serie de companii care dezvoltă și comercializează calculatoare cuantice, inclusiv Google, IBM, Microsoft, Amazon, Intel sau Rigetti Computing.

Aceste companii au diferite abordări și arhitecturi pentru a construi și a opera calculatoarele cuantice, precum și diferite metode pentru a măsura performanța și capacitatea lor. De exemplu, IBM a prezentat în anul 2019 primul computer cuantic comercial, numit Q System One, care are 20 de qubiți și poate fi folosit prin intermediul unui serviciu de cloud. Google a anunțat în anul 2019 că a realizat supremația cuantică, adică a demonstrat că un computer cuantic poate efectua o sarcină imposibilă pentru un computer clasic, folosind un procesor cu 53 de qubiți, numit Sycamore. Microsoft a lansat în anul 2020 un serviciu de cloud computing cuantic, numit Azure Quantum, care oferă acces la diferite platforme de calcul cuantic, inclusiv la un computer cuantic cu topologie bazată pe particule numite anyoni.

Care este prețul unui calculator cuantic?

Prețul unui calculator cuantic variază în funcție de mărimea și performanța acestuia. Calculatoarele cuantice cu câteva zeci de qubiţi pot costa câteva milioane de dolari, în timp ce calculatoarele cuantice cu sute sau mii de qubiţi pot costa sute de milioane sau chiar miliarde de dolari.

Când vor fi disponibile pentru a fi achiziționate precum calculatoarele obișnuite din prezent?

Este dificil de spus când calculatoarele cuantice vor fi disponibile pentru a fi achiziționate precum calculatoarele obișnuite din prezent. Unii experți cred că ar putea dura încă 10-20 de ani, în timp ce alții cred că ar putea fi mai devreme.

Factorii care vor influența disponibilitatea calculatoarelor cuantice pentru publicul larg includ:

• Dezvoltarea de noi tehnologii care să facă calculatoarele cuantice mai fiabile și mai eficiente.
• Reducerea costului de producție a calculatoarelor cuantice.
• Creșterea cererii pentru calculatoare cuantice din partea companiilor și instituțiilor de cercetare.

Avantajele unui calculator cuantic

• Viteză: Un calculator cuantic poate rezolva probleme complexe mult mai rapid decât un calculator clasic, deoarece poate efectua mai multe operații simultan. De exemplu, un calculator cuantic ar putea sparge codurile secrete folosite pentru a proteja comunicațiile online în câteva minute, în timp ce un calculator clasic ar avea nevoie de ani sau chiar secole.
• Securitate: Un calculator cuantic poate crea noi coduri mai sigure, bazate pe inseparabilitatea cuantică, care nu pot fi sparte de niciun calculator clasic. De asemenea, un calculator cuantic poate detecta și preveni orice încercare de interceptare sau alterare a datelor transmise, deoarece orice măsurare asupra unui sistem cuantic îi modifică starea.
• Inovație: Un calculator cuantic poate stimula inovația în diverse domenii, cum ar fi criptografia, inteligența artificială, simularea moleculară, optimizarea, învățarea automată și altele. De exemplu, un calculator cuantic ar putea să modeleze comportamentul moleculelor și al materialelor, ceea ce ar putea duce la descoperirea de noi medicamente, energii și tehnologii.

Dezavantajele unui calculator cuantic

• Cost: Un calculator cuantic este foarte scump, greu de construit și de menținut. Un calculator cuantic necesită condiții speciale de funcționare, cum ar fi temperaturi foarte scăzute, izolare de zgomot și câmpuri electromagnetice, precum și calibrare și corecție de erori.
• Disponibilitate: Un calculator cuantic nu este disponibil pentru publicul larg, ci doar pentru cercetători, companii sau instituții care au acces la laboratoare specializate sau la servicii de cloud computing cuantic. De asemenea, un calculator cuantic nu poate efectua toate tipurile de calcule, ci doar anumite clase de probleme care pot fi exprimate în termeni cuantici.
• Implicații: Un calculator cuantic poate avea implicații etice, sociale, politice și economice, care pot afecta echilibrul și securitatea lumii. De exemplu, un calculator cuantic ar putea amenința confidențialitatea și integritatea datelor personale, financiare sau guvernamentale, ar putea crea noi forme de atacuri cibernetice sau ar putea genera noi inegalități și conflicte între state sau grupuri.

Acestea fiind spuse, cel puţin pentru moment, dacă nu sunteți un cercetător sau o companie care lucrează în domenii care ar putea beneficia de puterea calculatoarelor cuantice, atunci achiziționarea unui calculator cuantic ar putea fi o investiție riscantă.