Nepojmljiva tehnologija

2019 - Nov - 26

Prošle sam nedelje pisao o napretku koji naučnici i inženjeri širom sveta ostvaruju na polju konstruisanja prvih upotrebljivih kvantnih računara. Rekao sam tada da su procesori bazirani na kvantnim osobinama elementarnih čestica neuporedivo moćniji i brži od konvencionalnih, ali nisam ulazio u pojašnjenje njihovog funkcionisanja.

Objasniti način rada kvantnog računara težak je zadatak. Zakoni kvantne fizike toliko su u suprotnosti sa našim razumevanjem stvarnosti, da samo retki mogu u potpunosti da ih pojme. Zbog toga je još neverovatnija činjenica da su ljudi uspeli da ih iskoriste za konstruisanje naprednih procesora. Pokušaću stoga -svestan da ne posedujem dovoljno znanja – da iz mog veoma ograničenog razumevanja ove oblasti dočaram rad kvantnog procesora. Klasičan računar se sastoji od velikog broja tranzistora koji su, grubo govoreći, minijaturni prekidači. Kad je “prekidač” uključen, informacija je 1, a kada je isključen vrednost je 0. Zato kompjuteri koriste binarni sistem, a osnovna jedinica je bit koji može imati vrednost 0 ili 1. Kombinovanjem više bitova dobijamo bilo koji broj, odnosno podatak. E sad, kvantna osobina čestica je da se istovremeno mogu naći u dva stanja. Otuda kod kvantnih računara umesto bita imamo kubite (qubit) koji istovremeno mogu da budu i 0 i 1. Ako nam za prikaz brojeva od 0 do 7 na konvencionalnom računaru treba 24 bita (8 puta po 3 bita, sve kombinacije od 000 do 111), na kvantnom procesoru je to, grubo govoreći, samo 3 qubita. Sa većim brojevima razlika eksponencijalno raste. Naravno, postoje i algoritmi koji omogućuju da se „konfuzno“ stanje kubita upotrebi za praktična izračunavanja. Trenutno stručnjaci koriste različite tehnologije izrade i osobine čestica za razvoj kvantnih čipova. Njihove dimenzije se kreću od jednog milimetra do jednog centimetra kvadratnog. Međutim, da bi procesor radio potrebno je da bude ohlađen do temperature blizu apsolutne nule, pa je okružen mašinerijom veličine nekoliko spojenih ormara, slično prvim klasičnim kompjuterima. Zbog toga se ne očekuje da oni u skorije vreme uđu u svaki dom.

Sad kada je, nadam se, barem malo jasnije kako izgleda i funkcioniše kvantni računar, ostaje da vidimo u čemu bi mogla da se ogleda njegova praktična primena. O tome ću pisati sledeće nedelje.