Určite ste už počuli o kvantovom počítaní, ale čo ak by som sa vás opýtal, odkiaľ pochádza? Cítite sa trochu zmätene? Odpoveď je tu!
Kvantové počítanie má svoje korene v kvantovej fyzike
Asi pred storočím kvantová fyzika otriasla naším chápaním prírody a správania hmoty na mikroskopickej úrovni. Častice, atómy a molekuly sa správajú celkom inak, než na čo je naša logika zvyknutá a čo si vieme predstaviť. Tento nový vedecký odbor a výskum zároveň otvorili cestu k novému výpočtovému modelu: kvantovému počítaniu, ktoré využíva kvantové fenomény známe ako superpozícia a prepletenie.
Kvantová superpozícia
Kvantová superpozícia opisuje skutočnosť, že kvantový objekt, napríklad atóm, môže existovať v superpozícii svojich merateľných stavov. Naša logika hovorí, že niečo je buď zapnuté, alebo vypnuté, tu alebo tam, nula alebo jedna. Kvantový objekt však existuje v kombinácii oboch možných stavov: môže byť napoly nula a napoly jedna, alebo v akomkoľvek inom pomere nuly a jednej. Meranie potom odhalí objekt v jednom z dvoch stavov s pravdepodobnosťou, ktorá súvisí s týmto pomerom.
Kvantové prepletenie
Prepletenie je ďalšia vlastnosť, ktorú môžu mať kvantové objekty. Nastáva, keď sú stavy dvoch objektov prepojené takým spôsobom, že odhalenie stavu jedného objektu nás okamžite informuje o stave druhého, aj keď sú dva objekty geograficky oddelené a aj keď sme nemali možnosť poznať žiadny z ich stavov pred uskutočnením prvého merania. Toto je veľmi ťažké si predstaviť, ale je to veľmi dobre potvrdené teóriou aj experimentami.
Od kvantovej mechaniky ku kvantovému počítaniu
Na mikroskopickej úrovni je celý svet regulovaný kvantovou mechanikou. Ale čo informácie? Môžeme vytvoriť informačné systémy a algoritmy, ktoré využívajú zákony kvantovej fyziky?
Presne o tom je výskum kvantového počítania. „Príroda nie je klasická, a ak chcete simulovať prírodu, mali by ste ju robiť kvantovo mechanickú. Je to úžasný problém, pretože nevyzerá ľahko.“
Takto v roku 1982 na konferencii MIT/IBM ukázal laureát Nobelovej ceny Richard Feynman smer pre výskum kvantového počítania.