Eksperci przekonują, że komputery kwantowe mogą pomóc w rozwiązaniu wielu problemów ludzkości. Czy tak faktycznie się stanie?
To było przełomowe wydarzenie. W 1946 r. Electronic Numerical Integrator and Computer wyposażony w 18 000 lamp próżniowych miał „zrewolucjonizować nowoczesną inżynierię”, przetwarzając liczby z niespotykaną dotąd prędkością. Niektórzy twierdzili, że Eniac zapoczątkuje nową epokę wzornictwa przemysłowego. Ponad 70 lat później kilka firm, w tym Google, IBM i Rigetti, ścigały się w budowie maszyny, która osiągnie tzw. supremację kwantową. Oznacza to moment, w którym komputer kwantowy przewyższy najlepsze komputery konwencjonalne. Stan ten został już osiągnięty. Co to dla nas oznacza?
Czym jest komputer kwantowy?
Komputery kwantowe mogą rozwiązywać pewne problemy znacznie szybciej niż konwencjonalne maszyny. Opracowywanie leków, projektowanie materiałów, prognozy pogody, transakcje giełdowe – wszystkie te dziedziny mogą być potencjalnie wspomagane przez komputery kwantowe, które wykonują wiele obliczeń jednocześnie. Fizycy wiedzą o nich od lat 80. ubiegłego wieku, ale dopiero niedawno stworzyli działające prototypy.
Tradycyjne komputery przeprowadzają obliczenia na bitach – ciągach zer i jedynek. Z kolei komputery kwantowe korzystają z kubitów, czyli kwantowych bitów, które mogą przybierać obie wartości jednocześnie. To oznacza wyjątkowo szybkie obliczenia.
Supremacja kwantowa już tu jest
W październiku 2019 r. przedstawiciele firmy Google potwierdzili wcześniejsze spekulacje dotyczące osiągnięcia supremacji kwantowej, a opracowany przez nich Sycamore wydawał się być przełomem w dziedzinie obliczeń kwantowych. W nieco trzy minuty, rozwiązał problem, który zająłby klasycznym komputerom tysiące lat.
To był dopiero początek innowacji. W grudniu 2020 r. naukowcy z Chin stworzyli komputer kwantowy oparty na fotonach do wykonania obliczeń praktycznie niemożliwych do przeprowadzenia na klasycznych maszynach. Mowa o tzw. gaussowskim próbkowaniu bozonu (GBS), które nawet na najmocniejszych superkomputerach zajęłoby miliony lat. Jiuzhang dokonał tego w ciągu zaledwie kilku minut.
Znaczące osiągnięcia w dziedzinie komputerów kwantowych w ostatnich latach oznaczają, że wkrótce możemy spodziewać się prawdziwego przełomu. Komputery kwantowe mogą okazać się niezastąpione w tworzeniu modeli klimatycznych i prognoz pogody, zarówno tych długoterminowych. Mogą również być nieocenione w projektowaniu nowych leków czy dokładniejszego szyfrowania. Prawda jest jednak taka, że prawdziwe korzyści komputerów kwantowych poznamy dopiero wtedy, gdy będziemy mogli używać ich na co dzień.
