Un ordinateur quantique est un appareil informatique qui utilise les phénomènes de la mécanique quantique pour transmettre et traiter des données. L'idée de l'informatique quantique a été proposée indépendamment par Yuri Manin et Richard Feynman au début des années 80 du siècle dernier. Depuis, un énorme travail a été fait pour créer un ordinateur quantique. Cependant, un ordinateur quantique universel à part entière est toujours un dispositif hypothétique, dont le développement est associé au développement sérieux de la théorie quantique. À ce jour, quelques systèmes expérimentaux ont été créés avec un algorithme de faible complexité. Comment fonctionne un ordinateur quantique - plus d'informations à ce sujet dans le numéro d'aujourd'hui!
La principale différence entre un ordinateur quantique et un ordinateur classique est la présentation de l'information. Les ordinateurs conventionnels basés sur des transistors et des puces en silicium utilisent un code binaire pour traiter les informations. Un peu, comme vous le savez, a deux états de base - zéro et un, et ne peut être que dans l'un d'entre eux. Quant à un ordinateur quantique, son travail est basé sur le principe de superposition, et à la place des bits, des bits quantiques sont utilisés, appelés qubits. Un qubit a également deux états de base: zéro et un. Cependant, grâce à la superposition, un qubit peut prendre les valeurs obtenues en les combinant, et être dans tous ces états en même temps. C'est le parallélisme de l'informatique quantique, c'est-à-dire qu'il n'est pas nécessaire de parcourir toutes les variantes possibles des états du système. Outre,pour décrire l'état exact d'un système, un ordinateur quantique n'a pas besoin d'une énorme puissance de calcul et de volumes de RAM, puisque seulement 100 qubits suffisent pour calculer un système de 100 particules, et non un billion de milliards de bits.
Il est également intéressant de noter qu'un changement d'état d'un certain qubit dans un ordinateur quantique entraîne un changement d'état d'autres particules, ce qui est une autre différence par rapport à un ordinateur conventionnel. Et ce changement peut être géré. Le processus d'un ordinateur quantique a été proposé par le physicien théoricien britannique David Deutsch en 1995, lorsqu'il a créé un circuit capable d'effectuer tous les calculs au niveau quantique. Selon son schéma, un ensemble de qubits est d'abord pris et leurs paramètres initiaux sont enregistrés. Ensuite, les transformations nécessaires sont effectuées à l'aide d'opérations logiques et la valeur résultante est écrite, qui est le résultat de l'ordinateur. Les Qubits agissent comme des fils et les blocs logiques effectuent des transformations.
Selon les scientifiques, les ordinateurs quantiques seront des millions de fois plus puissants que les ordinateurs actuels. Une grande variété d'algorithmes pour le fonctionnement d'un ordinateur quantique a déjà été décrite, et même des langages de programmation spéciaux sont en cours de développement. Les chercheurs de Cisco Systems prévoient qu'un ordinateur quantique entièrement fonctionnel apparaîtra d'ici le milieu de la prochaine décennie. Le Japon est le leader dans ce domaine: plus de 70% de toutes les recherches sont effectuées dans ce pays.