Čo keby som vám povedal, že minca môže byť súčasne hlava aj rub? Možno to znie šialene, ale je to jeden z princípov, na ktorých je postavený výskum kvantového počítania. Poďme sa pokúsiť to objasniť!
BINARY DIGITS (BINÁRNE ČÍSLA) SÚ ATÓMY KLASICKÝCH POČÍTAČOV
Binárne číslice, nazývané aj bity, obsahujú najmenšiu možnú jednotku informácie, ako napríklad „áno“ alebo „nie“, „pravda“ alebo „nepravda“, 0 alebo 1. Môžu mať iba dva stavy, preto sa to nazýva binárne. Všetky informácie uložené v našich počítačoch alebo smartfónoch sú zakódované do sekvencie 0 a 1 a všetky výpočty sa vykonávajú pomocou binárnych operácií, ktoré využívajú iba tieto hodnoty: 0 a 1.
KVANTOVÉ POČÍTAČE POUŽÍVAJÚ QUBITY
Ako ste asi uhádli, qubit znamená kvantovú binárnu číslicu a sú veľmi odlišné od klasických bitov, pretože môžu byť 0 alebo 1, ale aj súčasne 0 a 1, alebo presnejšie povedané, v kombinácii oboch stavov. Toto sa nazýva kvantová superpozícia a áno! Je to veľmi proti-intuitívne: Ako to vyjadril Dario Gil, viceprezident IBM Research: „Znie to bláznivo a čudne, ale je to pravda.“
QUBITY MÔŽU BYŤ V SUPERPOZÍCII STAVOV
Klasické počítače používajú binárne operácie a binárnu logiku, pričom daný bit v danom čase má iba jednu hodnotu. Toto je v súlade s našou intuícia a skúsenosťami: veci sú buď pravdivé alebo nepravdivé, napríklad hod mincou vždy vyhodí buď hlavu, alebo rub.
Ale keď je minca dostatočne rýchlo otočená, nemôžete vedieť, v akom stave je, kým nezastane, a nakoniec bude buď hlava alebo rub. Možno sa zhodneme, že hlava a rub sú prítomné obidve, kým sa minca nezastaví. Takto si môžete predstaviť qubit: pred tým, ako ho zmeriate, môže byť v stave 0 alebo 1.
KVANTOVÉ BITY MÔŽU NIESŤ VIAC INFORMÁCIÍ NEŽ KLASICKÉ BITY
Keď sa qubity používajú spolu, vytvárajú systém, ktorý môže byť v obrovskom množstve stavov, ako keby nejaké informácie boli uložené v rámci vzťahov medzi qubitmi. To je to, čo umožňuje qubitom vykonávať nové typy výpočtov. Rovnako je dôležité poznamenať, že v systéme z prepletených qubitov, pridaním jedného qubitu sa výpočtová kapacita systému približne zdvojnásobí.