Əsas məlumat vahidi (0 və ya 1) kimi bitlərdən istifadə edən klassik kompüterlərdən fərqli olaraq, kvant kompüterləri kvant mexanikasının prinsiplərinə görə eyni vaxtda həm 0, həm də 1-i təmsil edə bilən kubitlərdən (kvant bitləri) istifadə edir.
Superpozisiya kimi tanınan kubitlərin bu unikal xüsusiyyəti kvant kompüterlərinə müəyyən növ hesablamaları klassik kompüterlərə nisbətən daha səmərəli yerinə yetirməyə imkan verir. Başqa bir əsas xüsusiyyət, qubitlərin bir-birinə elə bir şəkildə bağlanmasına imkan verir ki, fiziki olaraq ayrılsalar belə, bir qubitin vəziyyəti digərinin vəziyyətinə dərhal təsir göstərə bilər.
Kvant hesablamasının bəzi əsas konsepsiyaları və potensial tətbiqləri bunlardır:
Kvant qapıları və sxemləri: Klassik məntiq qapılarına bənzər, kvant qapıları kubitləri manipulyasiya edən əməliyyatlardır. Kvant sxemləri xüsusi kvant hesablamalarını yerinə yetirən bu qapıların ardıcıllığıdır. Bu sxemlər müəyyən bir ardıcıllıqla qapıları tətbiq etməklə mürəkkəb hesablamalar aparmağa imkan verir.
Kvant alqoritmləri: Kvant hesablama klassik alqoritmlərdən daha sürətli müəyyən problemləri həll edə bilən alqoritmlər təklif edir. Ən məşhur nümunə, RSA kimi müasir şifrələmə sistemlərinin əsasını təşkil edən bir vəzifə olan böyük rəqəmləri effektiv şəkildə təsir edən Şor alqoritmidir. Bunun kriptoqrafiya üçün əhəmiyyətli təsiri var.
Kvant Simulyasiyaları: Kvant kompüterləri molekulların, materialların və kimyəvi reaksiyaların görünməmiş təfərrüatlarla öyrənilməsinə imkan verən kvant sistemlərinin davranışını simulyasiya edə bilər. Bu, dərman kəşfi, materialşünaslıq və digər sahələrdə inqilab edə bilər.
Optimallaşdırma Problemləri: Kvant hesablama mürəkkəb sistemin optimal konfiqurasiyasını tapmaq və ya təchizat zəncirlərini optimallaşdırmaq kimi optimallaşdırma problemlərini həll edə bilər. D-Wave Systems kimi şirkətlərin kvant yumşaldıcı yanaşması bu cür tapşırıqlar üçün xüsusilə uyğundur.
Maşın Öyrənməsi və Süni İntellekt: Kvant hesablama, xüsusən də böyük verilənlər toplusu və mürəkkəb modelləri əhatə edən tapşırıqlarda maşın öyrənmə alqoritmlərini potensial olaraq təkmilləşdirə bilər. Kvant dəstəyi vektor maşınları və kvant neyron şəbəkələri kimi kvant maşın öyrənmə alqoritmləri tədqiq olunur.
Kriptoqrafiya: Kvant hesablama klassik şifrələmə üsullarını təhdid etsə də, o, həm də kvant mexanikasının prinsiplərindən istifadə edərək, təhlükəsiz rabitə kanalları yaratmaq üçün kvant kriptoqrafiyası üçün potensial təklif edir.
Kvant üstünlüyü: Bu termin kvant kompüterinin müəyyən bir işi ən qabaqcıl klassik kompüterlərdən daha sürətli yerinə yetirə biləcəyi nöqtəyə aiddir. Google 2019-cu ildə kvant üstünlüyünə nail olduğunu iddia etdi, baxmayaraq ki, bu mərhələnin əhəmiyyəti ilə bağlı mübahisələr davam edir.
Çətinliklər: Kvant hesablamaları qubit sabitliyi, xətaların düzəldilməsi və kubitlərin sayının artırılması kimi problemlərlə üzləşir. Praktik tapşırıqları etibarlı şəkildə yerinə yetirə bilən kvant kompüterinin yaradılması və saxlanması mürəkkəb mühəndislik işidir.
Kvant Təchizat: Süperkeçirici dövrələr, tutulmuş ionlar və topoloji kubitlər də daxil olmaqla, kubitlərin müxtəlif fiziki tətbiqləri mövcuddur. IBM, Google, Rigetti və IonQ kimi şirkətlər kvant avadanlıqlarının yaradılması üzərində fəal işləyirlər.
Kvant Ekosistemi: Kvant hesablamaları tədqiqat, startap və təhsil təşəbbüslərinin artan ekosisteminə səbəb olub. Tədqiqatçılar, mühəndislər və həvəskarlar bu sahəni daha da inkişaf etdirmək üçün əməkdaşlıq edirlər.
Kvant hesablamasının inanılmaz potensialı olsa da, onun klassik hesablamaları əvəz etmədiyini qeyd etmək vacibdir. Kvant kompüterləri xüsusi domenlərdə üstündür və bu sahə hələ də ilkin mərhələdədir. Texnologiya yetkinləşdikcə, geniş sənaye və elmi fənlərə təsir etmək potensialına malikdir.
Asiman Xəlili
Vətən Naminə Mətbuat Xidməti
