10 lipca 2018, Wojciech Kulik

Co to jest komputer kwantowy? Oto podstawy

Kategoria: Komputery Ciekawostki, Tematyka: IBM Vademecum, Producenci: IBM

Eksperci z firm IBM i Intel w bardzo uproszczony sposób tłumaczą podstawowe zasady działania wynalazku o olbrzymim potencjale, jakim jest komputer kwantowy. Oto, co warto wiedzieć na początek.

Prawdziwa sztuczna inteligencja, optymalne łańcuchy dostaw czy też leki na nieuleczalne dziś choroby – komputer kwantowy może pomóc między innymi w ich właśnie tworzeniu. Potencjał drzemiący w takim urządzeniu jest olbrzymi, ale głównie ze względu na niezrozumienie tematu, jest on często lekceważony i pomijany. Czas to zmienić (ale, uwaga, przyda się znajomość języka angielskiego).

Co to jest komputer kwantowy?

Komputer kwantowy to maszyna, której działanie jest oparte na fizyce kwantowej. W przeciwieństwie do zwykłych komputerów, w których przetwarzanie informacji bazuje na bitach, mogących przyjmować wartość „0” albo „1”, w tym przypadku podstawą są kubity (czyli bity kwantowe) przyjmujące tzw. superpozycję, w której „0” i „1” występują w tym samym czasie.

Komputer kwantowy Q

Właśnie dzięki temu między innymi możliwa do osiągnięcia jest znacznie większa wydajność: równocześnie można bowiem prowadzić kilka etapów obliczeń albo też rozważyć kilka wariantów rozwiązania jakiegoś problemu. Oczywiście jest to nieco bardziej skomplikowane, ale od czegoś trzeba zacząć, a tym „czymś” może być przygotowana swego czasu przez Intel „pomoc naukowa”:

Intel komputer kwantowy info

Jak działa komputer kwantowy?

W ubiegłym roku firma IBM pochwaliła się swoim komputerem kwantowym oddającym do dyspozycji użytkowników 5 kubitów. To nieduża wydajność, ale bardzo dobry start. Dla porównania 25-kubitowy komputer kwantowy byłby odpowiednikiem typowego laptopa, a 50-kubitowy – zmiótłby konkurencję. Nie tak dawno „Big Blue” i Quartz wyjaśnili w kilku słowach zasadę działania tego sprzętu:

Równie interesujący materiał został opublikowany na kanale serwisu Wired. Widzimy i słyszymy jak dr Talia Gershon z IBM Quantum Research tłumaczy temat osobom o różnym stopniu zaawansowania: od 8-letniego dziecka, po profesjonalistę:

Jeżeli z kolei wolicie czytać niż słuchać, to koniecznie zajrzyjcie na Quantiki.

Komputer kwantowy – możliwości

Trudno tak naprawdę określić, co uda się osiągnąć dzięki komputerom kwantowym, ale znane są sektory, w których wykorzystywać chce je między innymi IBM. Przede wszystkim naukowcy i inżynierowie wierzą, że uda się za ich pomocą odkryć nowe materiały i leki, pozwalające uporać się z chorobami, które dzisiaj są uznawane za nieuleczalne.

Komputery kwantowe mają znaleźć również zastosowanie w logistyce (np. do optymalizacji procesu dostaw) czy finansach (np. do określania kluczowych elementów ryzyka inwestycyjnego). Najbardziej liczy się jednak na to, że pozwolą one na stworzenie niezwykle zaawansowanej sztucznej inteligencji, która sama w sobie jest jednym z największych wynalazków naszych czasów.

Źródło: Wired, IBM, Quartz, Quantiki, Intel

Komentarze

  • Pawlus, #

    Fajnie to wygląda ale jednego nie czaję. Skoro bity mamy zamienić na kubity które charakteryzują się superpozycją to jak z tego odczytać jakąś informację? To tak jakby zapis 11100101 "drgał" i każda pozycja miałaby wartość 0 i 1 jednocześnie. Przecież to istny chaos a nie jakaś konkretna zdolna do bycia przechowaną informacja.

  • sampras, #

    Ja sobie wyobrażam tak, że w danym momencie robimy taką "stop klatkę" i mamy wynik tego czego szukamy :)

  • trojan116, #

    Tylko tam są 2 stany w jednym momencie a nie skakanie 0/1 cały czas nie ma kiedy tej stop klatki robic a nawet jesli jest to jak wbijesz sie precyzyjnie i na długo żeby wszystkie dane pobrać

  • jaredj, #

    Moim zdaniem to jest tak, że odczytów czy pomiarów, nie dokonuje się, dopóki trwa przetwarzanie. Dopiero gdy komputer znalazł rozwiązanie, czy wiele rozwiązań, jest ono czy są one, prezentowane. Wtedy kubity zmieniają się w bity.
    Cała ta teoria komputerów kwantowych i kubitów przypomina mi teorię kota Schrodingera.

  • sampras, #

    Ogólnie to dopóki obserwator nie zacznie obserwować stan kubita dopóty nie zobaczy jaka jest jego superpozycja, być może to z tym jest związane, czyli taka"stop klatka" :)

  • Pawlus, #

    stopklatkę czyli masz zwyczajne losowanie tak? póki wynik losowania jest nieustalony to wartość zmiennej ma 0 i 1 jednocześnie a gdy robisz stopklatkę to jest jednolity np 1 tak? Czyli tworzysz niespójną do niczego nie przydatna informację. Powodzenia w tworzeniu jakichkolwiek bramek logicznych. :P

  • sampras, #

    Wydaje mi się, że bramki logiczne w zbirze kwantowym nabierają zupełnie innego znaczenia i myślenia ;)

  • Pawlus, #

    Zgadzam się, że jednak to nie jest dobry pomysł aby próbować tłumaczyć sobie komputer kwantowy w ten sposób. Fajnie, że się wywiązała dyskusja i sie czegoś dowiedziałem :)

  • BrumBrumBrum, #

    zaraz pewnie będzie "powiadam wam, koniec jest bliski! SkyNet nadchodzi" :)

  • Finear, #

    w dużym skrócie

    kubit w momencie obserwacji staje sie albo 1 albo 0 i w taki sposób odczytujesz z niego dane. zanim zaczniesz go obserwować będzie w superpozycji

    troche jak kot schroedingera

    https://www.youtube.com/watch?v=JhHMJCUmq28

  • Pawlus, #

    Wiem jak to działa tylko to jest bezsens trochę ponieważ wyobrażasz sobie użyteczność informacji która jest niespójna? Przecież to nie jest tak że zawsze gdy nie patrzysz to informacja ma wartość "1" a domniemywany stan to 0 i 1 jednocześnie.

    Superpozycja (z tego co się orientuję) nie działa na zasadzie kurtyny, tzn gdy kurtyna jest zasłonięta to my sobie domniemujemy że aktualny stan jest jednocześnie orzeł i reszka a za kurtyną jest spójny z góry, wcześniej ustalony stan np orzeł i sprawdzenie pozycji polega jedynie na odsłonięciu kurtyny. To raczej działa tak że orzeł i reszka jest "fizycznie" jednocześnie - czyli informacja jest niespójna dla systemu który potrzebuje wiedzieć konkret - czy orzeł czy reszka.

  • kitamo, #

    dlatego nie wszystko mozna obliczac na komputerach kwantowych i wciąż naukowcy szukają dla nich zastosowania

  • BrumBrumBrum, #

    niezupełnie tak. samo 'losowe' 0 lub 1 nie przedstawia żadnej informacji. jednak w komputerze kwantowym te qbity są ze sobą splątane, i obliczenie polega na wyznaczeniu w momencie odczytu konkretnej sekwencji 01101 (przykład), która jest jednym z rezultatów obliczeń. puszcza się obliczenia ponownie, i znowu się uzyskuje losowo jedno z możliwych rozwiązań. ze względu na splątanie, te obliczenia są robione szybko, a nie krok po kroku do czego jesteśmy przyzwyczajeni w standardowym krzemie i logice boolowskiej.

    z komentarzy domniemam, że wyjaśnienie tematu w artykule i załączonych filmach jest po prostu zerowe. oglądając same filmy z artykułu i czytając artykuł, też zakładam że bym kompletnie nie wiedział o co chodzi.

  • Kenjiro, #

    Klasyczna logika bitowa nie ma zastosowania w tym przypadku. Komputerów kwantowych używa się do rozwiązywania problemów opartych na prawdopodobieństwie.
    Do tego dekoherencja wcale nie daje prawidłowego (oczekiwanego najlepszego) wyniku, a tylko jeden z możliwych.
    Zupełnie inną sprawą jest opracowanie algorytmu dla takiego komputera - to już jest wyższa szkoła jazdy.

  • Klops, #

    Algorytmy dla komputera kwantowego mają jedno podstawowe zastosowanie. Wskazują komputerowi przedział w jakim ma pracować, by nie błądził w nieskończoności, jaką jest matematyka.

  • Klops, #

    Na studiach doktoranckich dowiadujemy się dosyć prostej logicznej rzeczy. Człowiek żyje w skończonym świecie, tak jak dzisiejszy komputer zero jedynkowy. Kwantowy komputer widzi świat matematyczny, który jest nieskończony, do momentu interakcji ze światem skończonym. Dlatego superpozycja trwa tak krótko, po jej zaobserwowaniu, zmienia stan na zero jedynkowy (Dekoherencja kwantowa)

  • Michał 06, #

    A mi ten kwantowy komputer pachnie jakimś przekrętem na skalę "globalnego ocieplenia" .Co oni tam sobie wykoncypowali w tym IBM jak liczba może być w tym samym czasie zerem i jedynką? Logicznie rzecz biorąc ten ich kubik to dwie liczby zmieniające się bardzo szybko czyli z bardzo dużą częstotliwością (stąd te schładzanie procka blisko zera bezwzględnego) nie muszę chyba przypominać że po częstotliwości można wyliczyć co wypadnie 0 czy 1 w danej sekundzie o jakiej losowości więc mowa ?

  • Finear, #

    jak skonczysz podstawówke to może ktoś ci to wyjasni na fizyce

    also
    >przekrętem na skalę "globalnego ocieplenia

    my sides

  • Leader86, #

    A mi pachnie ignoracja.

    Wez nie osmieszaj sie swoimi zalosnymi wypocinami, tylko poszukaj informacji i chociaz sprobuj zrozumiec superpozycje.


    Wszystko jasne po "globalne ocieplenie".

    Dla Twojej wiadomosci GLOBALNE ocieplenie, nie znaczy ze wszedzie bedzie cieplej.

    Warto czytac i szukac. Wiesz tyle co nic, wiec nie mysl (bo nie masz wiadomosci i wiedzy potrzebnej do analizy problemu), tylko szukaj opracowan chocby pseudo naukowych.

  • Michał 06, #

    Globalne ocieplenie to tylko przykład jak można manipulować ciemnogrodem ,i wydawać na walkę z nim (ociepleniem) miliardy jak czyniła to unia europejska :) globalne ocieplenie to pierdółka puszczona w eter .Nic takiego nie istnieje

  • Finear, #

    słaby troll

  • Smuga, #

    Najlepsze jest to, że kiedyś sam lekko dałem się przez pewien czas zmanipulować. Ale po jakimś czasie zadałem sam sobie pytanie - skąd ja w ogóle o tym wiem... ? Raczej nie z własnoręcznie przeprowadzonych badań... Rzecz jasna od jakiegoś pieniacza którego w tamtym czasie słuchałem. Sytuacja dzisiaj z globalnym ociepleniem przypomina mi tę w poprzedniego wieku kiedy to koncerny samochodowe zarzekały się, że ołów wydzielany w spalinach do atmosfery NIE powoduje chorób. Wszyscy wiemy jaką to było bzdurą. Dzisiaj mamy to samo z ociepleniem - tylko, że dochodzą do tego zwykli ludzie, którzy nie potrafią tego zrozumieć (i zresztą kompletnie nie rozumieją całego zjawiska a jedynie posłyszeli jakieś dwa zdania i na tym się opierają).

  • BrumBrumBrum, #

    poza krytyką, niczego nie wyjaśniłeś. szkoda. stosuj krytykę konstruktywną a nie destruktywną.

  • SirMichael, #

    nie da się wyleczyć nieuleczalnych chorób ponieważ to się nie opłaca koncernom farmaceutycznym. Co chwila powstają leki na raka, AIDS itd, ale jakoś potem cichną tematy i jak nie było tak nie ma tych leków.

  • Finear, #

    ale bzudra, gdyby jakas firma naprawde znalazła działajace lekarstwo na np. raka to z dnia na dzien była by wstanie zniszczyc swoja konkurencje i dyktować cene leku tak wysoką jak im sie to podoba. zarobili by na tym setki tysięcy wiecej $$ niż na "ukrwywaniu" leków

    >Co chwila powstają leki na raka, AIDS itd, ale jakoś potem cichną tematy

    nie nie powstaja, to o czym slyszysz to badania prowadzona na zwierzetach i nad jednym rodzajem raka czy nad dana wersja HIV. to są bardzo trudne w leczeniu choroby które ciagle ewoluują. w praktyce wiekszosc obiecujacyh terapii (czyli to o czym słysysz) odpada po wstępnych testach na ludziach lub są skuteczne tylko w promilu przypadków i dlatego znikaja z newsów

  • taki_jeden, #

    Dzięki, że to napisałeś. Jak widzę czy słyszę takie wypociny co zapodał @SirMichael to mnie głowa od pukania się w czoło boli.

  • Marucins, #

    Głupoty gadasz.
    Walka z rakiem nie polega na wyleczeniu choroby a na ciągłych kosztowych zabiegach!

    Bardziej zastanawiam się (oglądając ten film), czy do umycia włosów i pofarbowania trzeba komputera kwantowego?

  • BrumBrumBrum, #

    są różne terapie, nawet w leczeniu zwykłego przeziębienia:
    1. terapia zachowawcza/objawowa, która polega na zmniejszeniu objawów choroby, a to ułatwia organizmowi pokonanie patogenu
    2. przyczynowa, tu wchodzi już wirusoterapia lub antybiotykoterapia, do organizmu wprowadzamy truciznę (nie bójmy się użyć tego słowa), która bardziej truje patogen niż organizm.

    Z wieloma chorobami jest podobnie, m.in. z rakiem. Jeśli nie znamy metody na zniszczenie wszystkich komórek rakowych (niedościgniony ideał), to przynajmniej opóźnijmy chorobę na tyle, aby pacjent zachował jak najdłużej komfort życia.

    Docelowo we wszystkich terapiach i tak chodzi tak naprawdę o metodę na przedłużanie życia i możliwie duże zwiększenie komfortu życia, co określamy nazwą "ZDROWIE". W końcu z biologicznej starości jeszcze nikogo nie udało się wyleczyć. Chyba że mówimy o hipotezach nakręcanych wokół strefy 51 :)

  • dariozpata, #

    Wszystko fajnie ale wciąż pozostaje jedno pytanie na które wciąż nie ma odpowiedzi a nad którym zastanawiają się największe umysły tego świata!!! A czy pójdzie na tym Crysis?

  • Smuga, #

    Tak nudne, że aż wręcz żenujące.

  • xmexme, #

    Ta próba wyjaśnienia czym jest komputer kwantowy niczego nie wyjaśnia. Pokazuje tylko stan aktualny że jeszcze nikt tego nie ogarnia i nie potrafi tego przełożyć na ludzką logikę. świetne pole dla "znachorów" chcą zabłysnąć i pokazać że są lepsi od innych i można każdą teorię wcisnąć bo nikt tego nie sprawdzi.

Dodaj komentarz

Dodawanie komentarzy tylko w wersji dla PC. Już wkrótce wersja mobilna.

Nie przegap

Szanowny Czytelniku.

Aby dalej móc dostarczać Ci materiały redakcyjne i udostępniać nasze usługi, pozostając w zgodzie z zasadami RODO, potrzebujemy również zgody na ewentualne dopasowywanie treści marketingowych do Twojego zachowania. Dbamy o Twoją prywatność. Nie zwiększamy zakresu naszych uprawnień. Twoje dane są u nas bezpieczne, a zgodę możesz wycofać w każdej chwili na podstronie polityka prywatności. Dowiedz się więcej.