Kvantu dators ir skaitļošanas ierīce, kas datu pārraidei un apstrādei izmanto kvantu mehānikas parādības. Kvantu skaitļošanas ideju patstāvīgi ierosināja Jurijs Manins un Ričards Feinmans pagājušā gadsimta 80. gadu sākumā. Kopš tā laika ir veikts milzīgs darbs, lai izveidotu kvantu datoru. Tomēr pilnvērtīgs universāls kvantu dators joprojām ir hipotētiska ierīce, kuras izstrāde ir saistīta ar nopietnu kvantu teorijas attīstību. Līdz šim ir izveidotas dažas eksperimentālas sistēmas ar mazas sarežģītības algoritmu. Kā darbojas kvantu dators - vairāk par to šodienas numurā!
Galvenā atšķirība starp kvantu datoru un klasisko ir informācijas noformējums. Parastie datori, kuru pamatā ir tranzistori un silīcija mikroshēmas, informācijas apstrādei izmanto bināru kodu. Mazliet, kā jūs zināt, ir divi pamata stāvokļi - nulle un viens, un tas var būt tikai vienā no tiem. Runājot par kvantu datoru, tā darbība ir balstīta uz superpozīcijas principu, un bitu vietā tiek izmantoti kvantu biti, kurus sauc par kbitiem. Kvartātam ir arī divi pamata stāvokļi: nulle un viens. Tomēr, pateicoties superpozīcijai, kvadrāts var pārņemt vērtības, kas iegūtas, apvienojot tās, un atrasties visos šajos stāvokļos vienlaikus. Tas ir kvantu skaitļošanas paralēlisms, tas ir, nav nepieciešams atkārtot visus iespējamos sistēmas stāvokļu variantus. Turklāt,lai aprakstītu precīzu sistēmas stāvokli, kvantu datoram nav nepieciešama milzīga skaitļošanas jauda un operatīvās atmiņas apjomi, jo 100 daļiņu sistēmas aprēķināšanai pietiek tikai ar 100 kvitēm, nevis triljonu triljonu bitu.
Ir arī vērts atzīmēt, ka noteiktas kvotas stāvokļa izmaiņas kvantu datorā noved pie citu daļiņu stāvokļa izmaiņām, kas ir vēl viena atšķirība no parastā datora. Un šīs izmaiņas var pārvaldīt. Kvantu datora procesu 1995. gadā ieteica britu teorētiskais fiziķis Deivids Deutshs, kad viņš izveidoja ķēdi, kas spēj veikt jebkādus aprēķinus kvantu līmenī. Pēc viņa shēmas vispirms tiek ņemts kvestu komplekts un reģistrēti to sākotnējie parametri. Tad nepieciešamās transformācijas tiek veiktas, izmantojot loģiskās operācijas, un tiek uzrakstīta iegūtā vērtība, kas ir datora rezultāts. Qubits darbojas kā vadi, un loģiskie bloki veic pārvērtības.
Pēc zinātnieku domām, kvantu datori būs miljoniem reižu jaudīgāki nekā pašreizējie. Jau ir aprakstīts plašs algoritmu klāsts kvantu datora darbībai, un pat tiek izstrādātas īpašas programmēšanas valodas. Cisco Systems pētnieki prognozē, ka pilnībā funkcionējošs kvantu dators parādīsies līdz nākamās desmitgades vidum. Japāna ir līdere šajā jomā: vairāk nekā 70% visu pētījumu tiek veikti šajā valstī.