? Os computadores quânticos não existem. . . ainda. Mas se e quando os cientistas a desenvolver as idéias por trás de computação quântica para criar um produto prático , as implicações serão cambaleando . Os computadores quânticos poderiam , em questão de minutos, a realizar certos tipos de cálculos que levariam milhões de anos em computadores clássicos. Alguns cientistas até especulam que a computação quântica pode , finalmente, fazer uma verdadeira inteligência artificial possível. Os cientistas têm uma série de bugs para trabalhar em primeiro lugar , no entanto. A Natureza estranha da Mecânica Quântica

Para entender por que os computadores quânticos poderiam oferecer tanta vantagem computacional sobre computadores clássicos , você tem que entender um pouco sobre a estranha natureza da matéria em nível subatômico . Você pode estar familiarizado com o exemplo do gato de Shroedinger : se um gato está em uma caixa e sua vida ou morte depende do estado de uma partícula subatômica seguinte mecânica quântica ao invés de mecânica clássica , em seguida, o gato está simultaneamente vivo e morto , até que abrimos a caixa e observar os resultados. Isto é difícil de conceituar , ea exemplo do gato não se destina a ser tomado literalmente . O ponto é que , enquanto em um nível macroscópico assunto deve estar em um estado ou outro , a matéria subatômica pode existir em diferentes estados simultaneamente.

Bits e Qubits

computação clássica , o bit é a unidade básica de informação. Um bit é binário. É em um dos dois estados : zero ou um; ou desligar ; mais (+) ou menos (-) . Com a computação quântica , a unidade básica de informação é o qubit , que podem existir simultaneamente como ambos zero e um . Isto é difícil de entender porque está em conflito com nosso ponto de vista macroscópico padrão da realidade. Mas pense três bits de informação. Cada um dos três bits tem dois estados diferentes , de modo que três bits podem descrever um dos oito estados diferentes ( 2 ^ 3 ) . Três qubits existem em todos os oito estados diferentes ao mesmo tempo. Uma forma de conceituar isso é pensar dos qubits existentes em oito universos diferentes. Então, quando você executar operações sobre estes três qubits , você está realizando operações em todos os oito estados simultaneamente. Uma operação em quatro qubits iria agir sobre 16 valores simultaneamente . Cada qubit adicional duplica o número de operações simultâneas realizadas . Cientistas
Quantum Paralelismo

computador já fazem uso de paralelismo , quebrando um problema para baixo e ter computadores separados trabalhar sobre um pedaço do problema . Mil computadores diferentes podem realizar um cálculo complexo em um milésimo da quantidade de tempo que um único computador seria necessário para realizar o mesmo cálculo por conta própria. Mas para problemas realmente difíceis, como fatorar um número com várias centenas de dígitos , não há computadores suficientes em todo o planeta para realizar o cálculo em uma quantidade razoável de tempo. Mas um computador quântico poderia essencialmente executar o problema em bilhões de universos diferentes ao mesmo tempo, um fenômeno conhecido como paralelismo quântico.

Implicações

criptografia mais moderna se baseia em grande factoring números, o que é muito complicado para os computadores de hoje para realizar em um período de tempo razoável . Como resultado, os criptógrafos têm pouca preocupação que os computadores podem quebrar seus códigos . Os computadores quânticos poderiam mudar isso. Por exemplo, fatorar um número de 1000 dígitos levaria 10 milhões de bilhões de bilhões de anos sobre os melhores computadores que temos hoje. Mesmo correndo um bilhão desses computadores em paralelo pode , na melhor das hipóteses , reduzir o tempo por um fator de um bilhão , então você ainda estaria esperando 10 milhões de bilhões de anos. Mas , teoricamente , um computador quântico poderia fazê-lo em 20 minutos. Se os computadores quânticos se tornar uma realidade , a segurança do computador como o conhecemos poderia essencialmente evaporar. Mas problemas técnicos graves e complicadas ainda precisam ser resolvidos . Então, não precisa se preocupar com hackers computador quântico. Ainda.