Prispevek v spletnem blogu BTQ, o razvojni poti kvantnega računalništva (angl. Quantum computing) od njegovih začetkov v začetku 20. stoletja do današnjih vrhunskih dosežkov. Spoznajte ključne mejnike, od Plancka in Einsteina do Googlove kvantne premoči, in raziščite, kaj prinaša prihodnost.
Časovnica kvantnega računalništva sledi razvoju tega področja od začetkov kvantne mehanike v zgodnjem 20. stoletju do današnjih dni. Začne se z delom Plancka, Einsteina, Bohra, Heisenberga in Schrödingerja ter prehodom v koncept kvantnega denarja v šestdesetih letih. Poudarja pomembne algoritme, kot sta Shorjev algoritem in Groverjev algoritem, ter mejnike pri realizaciji kvantnih računalnikov s strani podjetij, kot je D-Wave Systems. Dokument se zaključi z Googlovim trditvami o kvantni prevladi in trenutnim stanjem kvantnega računalništva v dobi NISQ (angl. Noisy intermediate-scale quantum era), pri tem pa poudarja prihodnje možnosti in izzive pri širjenju te tehnologije.
Glavne teme prispevka:
- Zgodovina in razvoj kvantnega računalništva: Dokument sledi razvoju kvantnega računalništva od začetkov kvantne mehanike v zgodnjem 20. stoletju do sodobnih dosežkov. Poudarja ključne mejnike, kot so Planckova kvantizacija energije, Einsteinova teorija fotona, Bohrov model atoma, Heisenbergova in Schrödingerjeva formulacija kvantne mehanike, ter paradoks Einstein-Podolsky-Rosen.
- Teoretični temelji: Dokument opisuje teoretične osnove kvantnega računalništva, vključno s konceptom kvantnega denarja, Benioffovo idejo kvantnega Turingovega stroja in Feynmanovo zamisel o simuliranju kvantnih sistemov s kvantnim računalnikom.
- Algoritmi in preboji: Poudarja ključne algoritme, kot sta Shorjev algoritem za faktorizacijo velikih števil in Groverjev algoritem za iskanje po neurejenih podatkovnih bazah, ter njihove potencialne vplive. Opisuje tudi razvoj kvantnih algoritmov za popravljanje napak in simulacijo kvantno-mehanskih sistemov.
- Komercializacija in praktična realizacija: Dokument poudarja začetek komercializacije kvantnega računalništva z ustanovitvijo D-Wave Systems in razvojem prvih komercialnih kvantnih računalnikov, kot je D-Wave One. Prav tako obravnava IBM-ovo odločitev, da kvantno računalništvo postane dostopno v oblaku prek platforme IBM Quantum Experience.
- Kvantna prevlada in sedanjost: Opisuje Googlovo trditev o doseženi kvantni prevladi s svojim 53-qubitnim računalnikom Sycamore (angl. Sycamore processor), ter kasnejše debate o točnosti te trditve. Prav tako obravnava trenutno stanje kvantnega računalništva v dobi NISQ (angl. Noisy Intermediate-Scale Quantum era) in prihodnje izzive, kot je povečanje števila qubitov.
Ključni citati:
- “Kvantna mehanika (angl. Quantum mechanics), veja sodobne fizike, ki raziskuje obnašanje najmanjših delcev v vesolju, je svojo pot začela konec 19. stoletja in se od takrat naprej nenehno razvija.”
- “Ko se Shorjev algoritem izvede na kvantnem računalniku z dovolj velikimi kubiti, lahko razbije varnost in zaščito, ki jo ponujata algoritma RSA in ECC, zaradi česar sta oba neuporabna.”
- “Popravljanje napak je za kvantno računalništvo še pomembnejše.”
- “Podjetje D-Wave Systems je splošno priznano kot prvo podjetje na svetu, ki ponuja komercialne kvantne računalnike.”
- “Google trdi, da je dosegel kvantno superiornost (angl. Quantum supremacy), izraz, ki ga je leta 2012 skoval John Preskill za opis točke, ko lahko kvantni računalniki opravljajo naloge, ki presegajo zmogljivosti klasičnih računalnikov.”
- “Danes smo še vedno v obdobju NISQ (angl. Noisy Intermediate-Scale Quantum era). Računalnike NISQ je izredno težko stabilizirati in so nezanesljivi za izvajanje glavnih računalniških nalog, ki so komercialnega pomena.”
- „Kljub temu smo na pragu razvoja uporabnih in skalabilnih kvantnih računalnikov, ki so pripravljeni odkriti rešitve za probleme na področju farmacije, materialov, temeljne fizike ter celo strojnega učenja in optimizacije za industrijsko uporabo po vsem svetu.“