Квантно пресметување објаснето едноставно: Зошто ќе промени сè што знаете за технологијата
Можеби сте го слушнале терминот „ квантно пресметување “ во вестите, но дали навистина знаете што значи? Оваа технологија не е само уште еден технолошки тренд – тоа е револуција што фундаментално ќе го промени начинот на кој пристапуваме кон најсложените проблеми на човештвото во следните 10-20 години.
Со тврдењето на Google дека нивниот квантен чип Willow извршил пресметка што на најмоќниот класичен суперкомпјутер би му биле потребни квадрилион години за само неколку минути, и со Кина што претстави квантен чип со 504 кубити, јасно е дека влегуваме во ера каде што квантното пресметување престанува да биде научна фантастика.
Проблемот е што повеќето луѓе не разбираат за што се работи. Квантното пресметување е опкружено со мистериозни термини како „суперпозиција“, „квантно заплеткување“ и „кубити“, што го прави да изгледа недостапно за обичните смртници.
Но, квантното пресметување не е резервирано само за физичари и математичари. Оваа технологија ќе влијае на сите нас – од начинот на кој ги заштитуваме нашите податоци на Интернет, до развојот на нови лекови и решавањето на проблемот со климатските промени.
Еве зошто треба да го разберете квантното пресметување сега, пред да стане дел од нашето секојдневие.
Што е квантно сметање и како се разликува од обичните компјутери
За да го разберете квантното пресметување , прво треба да знаете како функционираат денешните компјутери. Секој компјутер што го користите – телефон, лаптоп, таблет – обработува информации користејќи битови . Битот може да биде 0 или 1, ништо помеѓу. Тој е основата на дигиталниот свет.
Квантните компјутери користат кубити наместо битови. Еден кубит може да биде и 0 и 1 истовремено, благодарение на квантниот феномен наречен суперпозиција . Замислете паричка што се врти во воздухот – додека се врти, таа не е ниту буква ниту глава, туку и двете истовремено.
Еве зошто е револуционерно: додека класичниот компјутер мора да ги провери сите можни комбинации по ред, квантниот компјутер може да ги провери сите одеднаш. За да пронајде специфичен број во телефонски именик со милијарда броеви, на класичниот компјутер би му биле потребни милијарда обиди во најлош случај. На квантниот компјутер би му бил потребен само квадратниот корен од тој број – околу 31.623 обиди. Тоа е разликата помеѓу неколку секунди и неколку години.
Друг клучен квантен феномен е квантната заплетканост – врската помеѓу кубитите што им овозможува веднаш да реагираат едни на други, без оглед на растојанието. Ајнштајн го нарекол ова „мистично дејство на големи растојанија“ бидејќи му изгледало невозможно.
Зошто квантното пресметување доаѓа токму сега
Можеби се прашувате: ако Ричард Фајнман ја смислил идејата за квантно пресметување уште во 1970-тите, зошто таа се појавува дури сега?
Одговорот лежи во технолошкиот напредок. Кубитите се исклучително чувствителни на надворешни влијанија. За да работат правилно, тие мора да се одржуваат на температури блиску до апсолутната нула и во целосна изолација од вибрации и електромагнетни бранови.
Времето на кохерентност – периодот во кој кубитите остануваат во квантна состојба – денес е помалку од 100 микросекунди. Ова значи дека квантниот компјутер има само тој краток временски период за да ги изврши сите потребни пресметки пред кубитите да „се скршат“.
Годината 2025 е пресвртница од неколку причини. Компании како Google, IBM и Microsoft развија квантни чипови со повеќе стабилни кубити. Развиени се квантни алгоритми кои можат експоненцијално побрзо да решаваат специфични проблеми. Земјите инвестираат милијарди долари во квантни технологии поради нивната стратешка важност. Првите практични апликации стануваат достапни преку услугите за квантен облак.
Што квантното пресметување може да промени во вашиот живот
Најголемата краткорочна последица од квантното пресметување ќе биде во областа на интернет безбедноста. Алгоритмот на Шор, напишан во 1990-тите, може да ги „пробие“ денес најчесто користените методи на енкрипција за часови, наместо за милијарди години.
Ова значи дека сè што денес го сметаме за безбедно – интернет банкарство, онлајн купување, приватни пораки – ќе мора да се реорганизира. „Постквантна криптографија“, нови методи на енкрипција што квантните компјутери нема да можат да ги пробијат, веќе се развиваат.
Квантните компјутери можат да го симулираат однесувањето на молекулите на атомско ниво, што не е можно со денешните компјутери. За да се моделира молекула со само 70 атоми, на обичен компјутер би му биле потребни 13 милијарди години. Квантен компјутер – неколку часа.
Ова отвора можности за побрз развој на нови лекови за рак, Алцхајмерова болест и други сериозни болести. Исто така, овозможува персонализирана медицина прилагодена на вашиот генетски код и симулација на биолошки процеси за подобро разбирање на стареењето.
Квантните компјутери можат да го решат „проблемот на патувачкиот продавач“ – како да се посетат повеќе локации преку најкратката рута. Ова може да ја оптимизира испораката на пакети, така што курирот ќе ги посети сите адреси за пократко време, јавниот превоз преку оптимални рути за автобуси и возови и управувањето со сообраќајот за намалување на застојот во градовите.
Кога можете да очекувате квантно пресметување во пракса
Мислењата на експертите се разликуваат. Бил Гејтс верува дека практичните квантни компјутери ќе пристигнат за три до пет години. Јенсен Хуанг од „Нвидија“ верува дека е реално да се очекуваат за дваесет години. Стивен Бартлет од Универзитетот во Сиднеј оптимистички проценува дека ќе се појават до крајот на оваа деценија.
Реалноста е следнава: квантното пресметување веќе постои, но во ограничена форма. Компании како D-Wave продаваат квантни компјутери од 2011 година, но тие решаваат само специфични видови проблеми.
Што се однесува до обичните корисници: нема да имате квантен лаптоп или телефон. Квантните компјутери ќе работат преку cloud услуги, слично како што денес користите Google Drive или Netflix. Ќе ги користите индиректно, преку апликации кои ќе ви обезбедат подобри препораки, побрзи пребарувања или понапредна функционалност на вештачката интелигенција.
Квантното пресметување ќе ја трансформира технологијата каква што ја знаеме, но тоа нема да се случи преку ноќ. Клучот е да се подготвите за промените што доаѓаат, бидејќи разбирањето на основите денес ќе ви помогне да се снајдете во свет каде што квантното пресметување станува норма.
Додека ја чекаме квантната револуција, веќе можете да го истражувате квантното програмирање преку онлајн симулатори како што се IBM Quantum Experience или Microsoft Quantum Development Kit. Којзнае – можеби и вие ќе придонесете за развојот на технологија што ќе го промени светот.
