מהו מחשב קוונטי? | מדען חדש

מחשבים קוונטיים הם מכונות המשתמשות בתכונות הפיזיקה הקוונטית כדי לאחסן נתונים ולבצע חישובים.

מחשבים קוונטיים הם מכונות המשתמשות במאפיינים של פיזיקת הקוונטים לאחסן נתונים ולבצע חישובים. זה יכול להיות יתרון ביותר עבור משימות מסוימות שבהן הם יכולים לעלות בהרבה על מחשבי העל הטובים ביותר שלנו.

מחשבים קלאסיים, הכוללים סמארטפונים ומחשבים ניידים, מקודדים מידע ב"סיביות" בינאריות שיכולות להיות 0 או 1. ב מחשב קוונטי, יחידת הזיכרון הבסיסית היא סיבית קוונטית או קיוביט.

קוויביטים נעשים באמצעות מערכות פיזיקליות, כגון ספין של אלקטרון או כיוון פוטון. מערכות אלו יכולות להיות בסידורים רבים ושונים בבת אחת, תכונה המכונה קוונטי חֲפִיפָה. ניתן גם לקשר קוויביטים זה לזה באופן בלתי נפרד באמצעות תופעה הנקראת הסתבכות קוונטית. התוצאה היא שסדרה של קיוביטים יכולה לייצג דברים שונים בו זמנית.

לדוגמה, שמונה סיביות מספיקות למחשב קלאסי כדי לייצג כל מספר בין 0 ל-255. אבל שמונה קיוביטים מספיקים למחשב קוונטי לייצג כל מספר בין 0 ל-255 בו זמנית. כמה מאות קיוביטים סבוכים יספיקו כדי לייצג יותר מספרים ממה שיש אטומים ביקום.

זה המקום שבו מחשבים קוונטיים מקבלים את היתרון שלהם על פני המחשבים הקלאסיים. במצבים בהם יש מספר רב של שילובים אפשריים, מחשבים קוונטיים יכולים לשקול אותם בו זמנית. דוגמאות כוללות ניסיון למצוא את הגורמים הראשוניים של מספר גדול מאוד או את המסלול הטוב ביותר בין שני מקומות.

עם זאת, ייתכנו גם הרבה מצבים שבהם מחשבים קלאסיים עדיין ישיגו ביצועים קוונטיים. אז המחשבים של העתיד עשויים להיות שילוב של שני הסוגים הללו.

לעת עתה, מחשבים קוונטיים הם רגישים ביותר: חום, שדות אלקטרומגנטיים והתנגשויות עם מולקולות אוויר עלולים לגרום לקיוביט לאבד את תכונותיו הקוונטיות. תהליך זה, המכונה דקוהרנטיות קוונטית, גורם למערכת לקרוס, והוא קורה מהר יותר ככל שמעורבים בו יותר חלקיקים.

מחשבים קוונטיים צריכים להגן על קיוביטים מהפרעות חיצוניות, או על ידי בידוד פיזי שלהם, לשמור אותם קרירים או לזרז אותם עם פעימות אנרגיה מבוקרות בקפידה. יש צורך בקיוביטים נוספים כדי לתקן שגיאות שמתגנבות למערכת.