December 12
non esistono i computer quantistici. . . ancora. Ma se e quando gli scienziati a sviluppare le idee che stanno dietro Quantum Computing per creare un prodotto pratico, le implicazioni sarà sconcertante. I computer quantistici potrebbero, nel giro di pochi minuti, eseguire alcuni tipi di calcoli che richiederebbero milioni di anni sul computer classici. Alcuni scienziati ipotizzano che anche l'informatica quantistica può finalmente rendere possibile vera intelligenza artificiale. Gli scienziati hanno un sacco di bug di elaborare prima, però.
Per capire il motivo per cui i computer quantistici potrebbero offrire così tanto vantaggio computazionale su computer classici, dovete capire un po 'la strana natura della materia a livello sub-atomico. Si può avere familiarità con l'esempio del gatto di Shroedinger: se un gatto è in una scatola e la sua vita o la morte dipende dallo stato di una particella subatomica che segue la meccanica quantistica, piuttosto che la meccanica classica, poi il gatto è contemporaneamente sia vivo e morto, fino a quando apriamo la scatola e osservare i risultati. Questo è difficile da concettualizzare, e l'esempio del gatto non è destinato ad essere preso alla lettera. Il punto è che, mentre su una questione livello macroscopico deve essere sia in uno stato o nell'altro, materia subatomica può esistere in diversi stati simultaneamente.
In informatica classica, il bit è l'unità di base delle informazioni. Un po 'è binario. E 'in uno dei due stati: zero o uno; o disattivare; più (+) o meno (-). Con computazione quantistica, l'unità di base di informazioni è il qubit, che possono esistere simultaneamente sia come zero e uno. Questo è difficile da capire perché in conflitto con la nostra visione macroscopica normale della realtà. Ma pensare a tre bit di informazione. Ciascuno dei tre bit ha due stati differenti, in modo da tre bit possono descrivere uno degli otto diversi stati (2 ^ 3). Tre qubit esistono in tutti gli otto diversi stati contemporaneamente. Un modo di concettualizzare questo è quello di pensare alle qubit esistenti in otto differenti universi. Così, quando si eseguono operazioni su questi tre qubit, si sta eseguendo le operazioni in tutte le otto stati contemporaneamente. Un'operazione su quattro qubit agirebbe su 16 valori contemporaneamente. Ogni qubit aggiuntivo raddoppia il numero di operazioni simultanee eseguite.
Gli informatici già fanno uso di parallelismo rompendo un problema verso il basso e avere computer separati lavorare su un pezzo del problema. Mille diversi computer potrebbe eseguire un calcolo complesso in un millesimo della quantità di tempo che un singolo computer sarebbe necessario per eseguire lo stesso calcolo sul proprio. Ma per problemi veramente difficili, come un certo numero di factoring con diverse centinaia di cifre, non ci sono abbastanza computer in tutto il pianeta per eseguire il calcolo in un ragionevole lasso di tempo. Ma un computer quantistico potrebbe funzionare sostanzialmente il problema in miliardi di differenti universi simultaneamente, un fenomeno noto come il parallelismo quantistico.
La maggior parte crittografia moderna si basa su grandi numeri di factoring, che è di gran lunga troppo complicato per i computer di oggi per raggiungere in un ragionevole lasso di tempo. Di conseguenza, crittografi hanno poca preoccupazione che i computer possono rompere i loro codici. I computer quantistici potrebbero cambiare la situazione. Ad esempio, un numero di factoring 1.000 cifre vorrebbero 10 milioni di miliardi di miliardi di anni sui migliori computer che abbiamo oggi. Anche l'esecuzione di un miliardo di questi computer in parallelo potrebbe, nel migliore dei casi, ridurre il tempo di un fattore di un miliardo, in modo da dovreste essere ancora in attesa di 10 milioni di miliardi di anni. Ma, in teoria, un computer quantistico potrebbe farlo in 20 minuti. Se i computer quantistici diventano una realtà, la sicurezza del computer come lo conosciamo potrebbe essenzialmente evaporare. Ma gravi e complicati problemi tecnici devono ancora essere risolti. Quindi non dobbiamo preoccuparci di hacker computer quantistico. Ancora.