Квантовый компьтер - кто такой и чем отличается от классического компьютера?

Are you ready kids? Если ваш ответ прозвучал как «Да, капитан» тогда приготовьте ваш мозг, ведь сегодня я расскажу о мечте всех физиков – квантовом компьютере.

Что такое квантовый компьютер?

Обычный компьютер — это универсальное вычислительное устройство, которое можно программировать, а затем выполнять с его помощью любые последовательности классических операций, а еще смотреть сериальчики и играть в доту. Квантовый компьютер отличается тем, что использует явления квантовой физики. Тем не менее, современные компьютеры также используют квантовые процессы, например, при утечке тока из транзисторов. Поэтому можно сказать, что даже то, с чего вы читаете этот пост может в определенном смысле считаться квантовым компьютером.
Поэтому квантовым называют те компьютеры, которые используют явления квантовой суперпозиции и запутанности непосредственно в своих алгоритмах. И это позволяет им решать совершенно новые классы задач.

Чем квантовые вычисления отличаются от классических?

Как в основе классических вычислителей лежат операции с битами, так в случае с квантовыми компьютерами объектом операций становятся квантовые биты, или кубиты. При измерении бита мы всегда получим один и тот же результат — «ноль» или «единицу». Измерение одинаково приготовленных кубитов будет с некоторой вероятностью давать и «ноль», и «единицу» — до измерения кубит будет одновременно и «нулем» и «единицей». Как говорят физики — он будет в суперпозиции двух состояний.
Оказывается, такая необычная единица данных позволяет упростить решение многих вычислительных задач, в особенности — связанных с перебором. При этом сложить 2 и 2 для него окажется окажется очень непростой задачей. Можно объяснить проще – если дать задачу найти иглу в стоге сена классическому компьютеру, то он будет перебирать каждую соломинку, в то же время квантовый компьютер проверит все одновременно.

Какие проблемы решает квантовый компьютер?

В некотором смысле задача моделирования квантовых систем является задачей моделирования химических веществ. В связи с этим многие ученые надеются на то, что квантовые компьютеры смогут упростить расчет отдельных молекул (например, их спектров) и поиск новых лекарств и материалов.