Dnes sa nachádzame pred zlomom v technologickom vývoji. Ďalším veľkým technologickým krokom bude vznik kvantových počítačov. Čo je to kvantový počítač, ako sa líši od normálneho a čo to bude znamenať pre budúcnosť ľudstva?
Kvantová mechanika
Základ pre vznik kvantových počítačov dal odbor nazvaný kvantová mechanika. Spolu s teóriou relativity sú tieto dva odbory hlavnými teóriami modernej fyziky (spolu sú však nekompatibilné). V roku 1803 objavil Thomas Young, že svetlo sa chová úplne inak, než by sa očakávalo. Raz sa tvári ako častica a inokedy ako vlna. Tento objav dal o 100 rokov neskôr vzniknúť kvantovej mechanike.
Kvantová mechanika sa dá označiť ako vedecká disciplína, ktorá sa zaoberá veľmi malým. Takže si môžete predstaviť fyzikálnu disciplínu, ktorá študuje chovanie atómov, protónov, neutrónov a ďalších malých častíc. Postupom času prišla kvantová mechanika až k tým najmenším, nedeliteľným časticiam ako sú kvarky a bozóny.
Svet kvantovej mechaniky je veľmi rozdielny od toho, ktorý poznáme a prežívame. Existujú tu dva dôležité javy, ktoré sú potrebné pre pochopenie kvantových počítačov. V prvom rade častice môžu existovať v tzv. superpozícii. To znamená, že napríklad fotón môže byť horizontálne aj vertikálne polarizovaný naraz. Dva stavy v jednej častici. Určite to nie je intuitívne, ale bohužiaľ kvantová mechanika nemá žiadne obligácie k tomu byť intuitívna.
Druhým javom je kvantová previazanosť. To v podstate znamená, že dve častice sú spolu určitým spôsobom zviazané. Pokiaľ sa stav jednej častice zmení, tak okamžite poznáme stav tej druhej.
Kvantové počítače
Kvantové počítače využívajú tieto vlastnosti najmenších častíc. Najskôr je nutné si ale povedať, ako fungujú normálne počítače. V skratke si ich môžete predstaviť ako ohromné množstvo malých tranzistorov, ktoré vedia vytvoriť dva stavy. Buď je to nula alebo jedna. Ich ohromné množstvo potom umožňuje uskutočňovať komplexné operácie. Výstup je ale vždy jedna alebo nula a tejto základnej informácii sa hovorí bit.
Oproti tomu kvantové počítače používajú niečo, čomu sa hovorí qubit. Qubit je v podstate systém, ktorý sa nachádza v superpozícii. To znamená, že nie je ani 1 ani 0, ale oboma pozíciami naraz. Vďaka tejto vlastnosti môže robiť kvantový počítač podstatne rýchlejšie a zložitejšie operácie.
4 bitový systém bude môcť vytvoriť 16 rôznych kombinácií. 4 qubitový systém dokáže vytvoriť týchto 16 kombinácií naraz a nemusí je prepočítavať jednotlivo ako klasický počítač. Naviac výkon kvantového počítače rastie exponenciálne. Pri 20 qubitoch môžete získať cez milión možných stavov, ktoré sa môžu prepočítavať naraz. Vďaka kvantovej previazanosti je možné zmerať iba časť qubitov a automaticky viete, ako sú na tom tie ostatné.
Implikácia kvantových počítačov
Základom kryptomien je šifrovanie (kryptografia) a tá momentálne funguje vďaka tomu, že počítače nie sú schopné robiť operácie, ktoré by prelomili toto šifrovanie. Pre kvantové počítače by to však mala byť hračka. Kvantové počítače by mali dokázať získať váš privátny kľúč iba z verejného kľúča. Tento problém sa však týka všetkých služieb na internete, kde používate heslá.
Na druhej strane pomôžu kvantové počítače s analyzovaním veľkého množstva dát, prehľadávaním databáz, simuláciami, kalkulovaním neuveriteľne zložitých matematických operácií a mnohými ďalšími problémami. Zatiaľ existujú kvantové počítače ako prototypy, ale rýchlosť ich vývoja fascinuje aj samotných vedcov a vývojárov. Čoskoro sa tak môžeme dočkať vytvorenia prvých funkčných kvantových počítačov, ktoré môžu doterajšie fungovanie internetu a výpočtovej techniky dramaticky zmeniť.
Preložené z originálu, ktorý pre českú verziu kryptomagazínu napísal Adam.
Nepremeškajte naše ďalšie spravodajstvo a prihláste sa na odber noviniek (návod nájdete tu). Nezabudnite nás tiež sledovať na našom Facebooku, a najnovšie aj na Instagrame a Twitteri.
