Что такое квантовый компьютер?

Question

И чем он отличается от обычного?

Answer 1

Как пример
2020 – фотонный квантовый компьютер Цзючжан, разработанный под руководством Пань Цзяньвэя из Научно-технического университета Китая, выполнил за 200 секунд расчёт, который занял бы у классического суперкомпьютера 1. 5 млрд лет.

Answer 2

*Квантовый компьютер* — это устройство, которое использует принципы квантовой механики для выполнения вычислений. Вот основные отличия и особенности:
 
1. *Кубиты вместо Бит:*
 - *Обычный компьютер* использует биты, которые могут быть либо 0, либо 1.
 - *Квантовый компьютер* использует кубиты (квантовые биты) , которые могут быть одновременно в состоянии 0 и 1 благодаря суперпозиции.
 
2. *Суперпозиция:*
 - Кубиты могут находиться в суперпозиции, что позволяет им представлять и обрабатывать огромное количество состояний одновременно. Это значительно увеличивает вычислительные возможности по сравнению с классическими компьютерами для определённых задач.
 
3. *Запутывание (Entanglement) :*
 - Кубиты могут быть запутаны, что означает, что состояние одного кубита мгновенно влияет на состояние другого, даже если они разделены большими расстояниями. Это свойство используется для создания квантовых алгоритмов, которые могут решать задачи быстре, чем это возможно на классических компьютерах.
 
4. *Алгоритмы:*
 - Квантовые компьютеры могут эффективно решать задачи, которые для классических компьютеров являются практически невыполнимыми, например, факторизация больших чисел (алгоритм Шора) или поиск в неупорядоченных базах данных (алгоритм Гровера) .
 
5. *Ошибки и Когерентность:*
 - Квантовые системы очень чувствительны к внешним воздействиям, что приводит к ошибкам в вычислениях. Сохранение когерентности квантового состояния — одна из главных технических проблем в разработке квантовых компьютеров.
 
6. *Принцип работы:*
 - Классические компьютеры работают на основе логических операций, выполняемых с битами.
 - Квантовые компьютеры используют квантовые ворота, которые изменяют состояния кубитов, и квантовые измерения для получения результатов.
 
7. *Практическое применение:*
 - В будущем квантовые компьютеры могут революционизировать такие области, как криптография, химическое моделирование, оптимизация и машинное обучение, но пока их использование ограничено из-за сложностей в создании стабильных и масштабируемых квантовых систем.
 
Таким образом, квантовый компьютер не просто боле быстрая версия обычного компьютера; он работает по совершенно другим принципам, что открывает новые возможности для вычислений, но также и новые вызовы в их реализации.