Kvantno računarstvo objašnjeno jednostavno: Zašto će promeniti sve što znate o tehnologiji

Možda ste čuli izraz "kvantno računarstvo" u vestima, ali da li zaista znate šta to znači? Ova tehnologija nije samo još jedan tech trend – to je revolucija koja će u narednih 10-20 godina fundamentalno promeniti načine na koje pristupamo najsloženijim problemima čovečanstva.

Dok Google tvrdi da je njihov kvantni čip Vilou izvršio izračun za koji bi najjačem klasičnom superračunaru trebalo kvadrilijuni godina u samo nekoliko minuta, a Kina predstavlja kvantni čip sa 504 kjubita, jasno je da ulazimo u eru gde kvantno računarstvo prestaje da bude naučna fantastika.

Preporučujemo

Problem je što većina ljudi ne razume o čemu se radi. Kvantno računarstvo je okruženo misterioznim pojmovima kao što su "superpozicija", "kvantno zapletanje" i "kjubitovi", što čini da deluje nedostupno običnim smrtnicima.

Ali kvantno računarstvo nije rezervisano samo za fizičare i matematičare. Ova tehnologija će uticati na sve nas – od načina na koji štitimo naše podatke na internetu, do razvoja novih lekova i rešavanja problema klimatskih promena.

Evo zašto morate da razumete kvantno računarstvo sada, pre nego što postane deo našeg svakodnevnog života.

Foto: Pixabay.com

Šta je kvantno računarstvo i čime se razlikuje od običnih računara

Da biste razumeli kvantno računarstvo, prvo morate da znate kako funkcionišu današnji računari. Svaki računar koji koristite – telefon, laptop, tablet – obrađuje informacije koristeći bitove. Bit može da bude ili 0 ili 1, ništa između. To je osnova digitalnog sveta.

Kvantni računari koriste kjubitove umesto bitova. Kjubit može istovremeno da bude i 0 i 1, zahvaljujući kvantnom fenomenu koji se zove superpozicija. Zamislite novčić koji se vrti u vazduhu – dok se vrti, nije ni pismo ni glava, već oba istovremeno.

Foto: shutterstock

Evo zašto je to revolucionarno: dok klasični računar mora da proveriti svaku moguću kombinaciju redom, kvantni računar može da ih sve proveravi odjednom. Da biste našli specifičan broj u telefonskom imeniku sa milijardu brojeva, klasičnom računaru bi u najgorem slučaju trebalo milijardu pokušaja. Kvantnom računaru bi trebalo samo kvadratni koren od tog broja – oko 31.623 pokušaja. To je razlika između nekoliko sekundi i nekoliko godina.

Drugi ključni kvantni fenomen je kvantno zapletanje – povezanost između kjubitova koja im omogućava da reaguju jedan na drugi instantno, bez obzira na udaljenost. Ajnštajn je ovo nazivao "mističnom akcijom na dalekim rastojanjima" jer mu se činilo nemoguće.

Zašto kvantno računarstvo dolazi upravo sada

Možda se pitate: ako je Ričard Fajnman osmislio ideju o kvantnom računarstvu još sedamdesetih godina, zašto se javlja tek sada?

Odgovor je u tehnološkom napretku. Kjubitovi su izuzetno osetljivi na spoljne uticaje. Da bi radili kako treba, moraju da budu održavani na temperaturama bližim apsolutnoj nuli i u potpunoj izolaciji od vibracija i elektromagnetnih talasa.

Vremenom koherencije – period tokom kojeg kjubitovi ostaju u kvantnom stanju – danas iznosi manje od 100 mikrosekundi. To znači da kvantni računar ima samo taj kratki vremenski okvir da izvrši sve potrebne proračune pre nego što kjubitovi "se pokvare".

2025. godina je prekretnica iz nekoliko razloga. Kompanije kao što su Google, IBM i Microsoft su razvile kvantne čipove sa više stabilnih kjubitova. Razvijeni su kvantni algoritmi koji mogu da reše specifične probleme eksponencijalno brže. Zemlje ulažu milijarde dolara u kvantne tehnologije zbog strategijskog značaja. Prvi praktične primene postaju dostupne kroz kvantni cloud servise.

Foto: Polina MB / Shutterstock.com

Šta kvantno računarstvo može da promeni u vašem životu

Najveća kratkoročna posledica kvantnog računarstva biće na oblast internet bezbednosti. Šorov algoritam, napisan devedesetih godina, može da "probije" danas najkorišćenije metode šifrovanja za nekoliko sati umesto za milijarde godina.

To znači da će sve što danas smatramo bezbednim – internet bankarstvo, online kupovinu, privatne poruke – morati da se reorganizuje. Već se razvija "post-kvantna kriptografija", nove metode šifrovanja koje kvantni računari neće moći da probiju.

Kvantni računari mogu da simuliraju ponašanje molekula na nivou atoma, što današnjim računarima nije moguće. Za modeliranje molekule sa samo 70 atoma, običnom računaru bi trebalo 13 milijardi godina. Kvantnom računaru – nekoliko sati.

To otvara mogućnosti za brži razvoj novih lekova za rak, Alchajmerovu bolest i druge teške bolesti. Takođe omogućava personalizovanu medicinu prilagođenu vašem genetskom kodu i simulaciju bioloških procesa za bolje razumevanje starenja.

Foto: Shutterstock.com

Kvantni računari mogu da reše "problem putujućeg trgovca" – kako da se poseti više lokacija najkraćom rutom. Ovo može da optimizuje dostavu paketa tako da kurir poseti sve adrese za manje vremena, javni prevoz kroz optimalne rute za autobuse i vozove, kao i upravljanje saobraćajem za smanjenje gužvi u gradovima.

Kada možete očekivati kvantno računarstvo u praksi

Mišljenja eksperata se razlikuju. Bil Gejts veruje da će praktična kvantna računala stići za tri do pet godina. Džensen Huang iz Nvidia-e smatra da je realistično očekivati ih za dvadeset godina. Stiven Bartlet iz Univerziteta u Sidneju optimistično procenjuje da će se pojaviti do kraja ove decenije.

Realnost je sledeća: kvantno računarstvo već postoji, ali u ograničenoj formi. Kompanije kao što su D-Wave prodaju kvantne računare od 2011. godine, ali oni rešavaju samo specifične tipove problema.

Što se tiče običnih korisnika: nećete imati kvantni laptop ili telefon. Kvantni računari će raditi kroz cloud servise, slično kao što danas koristite Google Drive ili Netflix. Koristićete ih posredno, kroz aplikacije koje će vam pružati bolje preporuke, brže pretrage ili naprednije AI funkcionalnosti.

Kvantno računarstvo će transformisati tehnologiju kako je poznajemo, ali neće se dogoditi preko noći. Ključno je da se pripremite za promene koje dolaze jer razumevanje osnovnih principa danas će vam pomoći da se snađete u svetu gde kvantni računari postaju standard.

Dok čekamo kvantnu revoluciju, već možete da istražite kvantno programiranje kroz online simulatore kao što su IBM Quantum Experience ili Microsoft Quantum Development Kit. Ko zna – možda ćete i vi doprineti razvoju tehnologije koja će promeniti svet.

(Telegraf.rs)