Komputer kwantowy. Jak działa Święty Graal informatyków?

Komputer kwantowy to dla wielu naukowców przyszłość technologii informatycznej, a nad wprowadzeniem go do powszechnego użytku pracuje już setki firm. Na czym polega jego działanie i kiedy trafi pod strzechy zwykłych, nierozumiejących fizycznych zagadnień, śmiertelników? Te pytania zadaliśmy prof. Rafałowi Demkowiczowi-Dobrzańskiemu z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

Zdjęcie ilustracyjne

Foto: shutterstock/Bartlomiej K. Wroblewski

Egzoszkielet – bioniczny wynalazek podnosi na nogi osoby po urazach kręgosłupa

Czym jest komputer kwantowy?

Według najprostszej definicji komputer kwantowy to komputer wykorzystujący w swoim działaniu zasady mechaniki kwantowej. Na czym jednak ta "kwantowość" polega i co odróżnia ją od fizyki klasycznej? – W fizyce klasycznej układ fizyczny, jak np. atom, elektron czy jakakolwiek inna cząstka mają dobrze określone położenie, prędkość i wszystkie cechy fizyczne. W fizyce kwantowej układ może znajdować się w stanie, w którym cząstka jest jednocześnie w wielu położeniach naraz. Mówimy wtedy o superpozycji kwantowej. To oznacza, że stan tego układu jest jakby "rozmyty" – wyjaśnia prof. Rafał Demkowicz-Dobrzański. 

Posłuchaj

04:46 Trokka do trzeciej komputery kwantowe 2021_07_13-13-33-13.mp3 Komputer kwantowy – informatyczna rewolucja, na którą jeszcze musimy poczekać (Trójka do Trzeciej)

 

W komputerach kwantowych dane są reprezentowane przez opisywany przez naszego gościa "rozmyty", "pośredni" stan, a nie przez zera i jedynki, tak jak w systemie binarnym, z którego korzystamy na co dzień za pomocą naszych komputerów. – Mamy wiele różnych informacji przetwarzanych i zapisywanych jednocześnie. Zamiast wykonać jedno obliczenie, komputer kwantowy może wykonać bardzo wiele obliczeń jednocześnie. To dlatego kwantowe bity są w stanach, które operują jednocześnie różnymi liczbami – opisuje fizyk.

Delikatny mechanizm

Prowadzenie wielu równoległych obliczeń to funkcja, która być może nie przydałaby się nam w domowym zaciszu, ale okazałaby się nieoceniona w dużych firmach, bankach i korporacjach. Jednak, jak wskazuje gość Trójki, od idei do praktyki czeka nas jeszcze długa droga. – Podstawowym problemem jest to, że niestety te układy są niezwykłe delikatne. Zazwyczaj jakikolwiek silniejszy kontakt z otoczeniem powoduje, że to rozmycie ginie i układ w jakimś sensie staje się klasyczny. Dlatego budowa komputerów kwantowych jest ogromnym wyzwaniem technologicznym – mówi prof. Demkowicz-Dobrzański.

Komputer kwantowy - nowy kamień filozoficzny? [24. FESTIWAL NAUKI]/Uniwersytet Warszawski

***

Tytuł audycji: Trójka do Trzeciej
Prowadzi: Mateusz Drozda
Gość: prof. Rafał Demkowicz-Dobrzański (Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego) 
Data emisji: 13.07.2021
Godzina emisji: 13.33

kr