Bankowość i Finanse | Komputery Kwantowe | Kwantowa rzeczywistość

Marcin Złoch

Kwant to najmniejsza możliwa porcja czegoś. Można mieć więc „kwant mocy„, „kwant czasu” czy „kwant jakiejś cząstki„. Idąc tym tropem, dojdziemy do takich określeń, jak „fizyka kwantowa” i „mechanika kwantowa”, czyli dziedzin nauki zajmujących się najmniejszymi możliwymi oddziaływaniami czy układami – na poziomie atomów, a nawet i pojedynczych kwarków. A po drodze do kubita (z ang. quantum bit), czyli bita kwantowego, a więc „najmniejszej i niepodzielnej jednostki informacji kwantowej”. Przy wykonywaniu obliczeń klasyczne komputery wykorzystują bity, a komputery kwantowe – kubity.

W klasycznych komputerach każda informacja zapisana jest jako ciąg zer i jedynek. Brak prądu i prąd – takie informacje rozumie i interpretuje komputer, konsola, smartfon. Wszystko dzieje się w języku binarnym, gdzie istnieje albo 0 albo 1 i nic więcej.

Sekret wielkiej mocy komputera kwantowego to tak naprawdę jego zdolność do generowania i manipulowania bitami kwantowymi (kubitami) – cząsteczkami subatomowymi, takimi jak elektrony lub fotony. Kubity są w stanie wygenerować znacznie większą moc obliczeniową niż odpowiadająca im ilość bitów, które znamy z dzisiejszych komputerów. Dzieje się tak dlatego, że reprezentują wiele możliwych kombinacji 1 i 0 jednocześnie. Zdolność  ta jest określana mianem superpozycji. Pozwala ona komputerom kwantowym procesować ogromną liczbę potencjalnych wyników w tym samym momencie. W tradycyjnym komputerze każdy bit przyjmuje jednorazowo wartość 1 lub 0. Za to kubit poza 1 i 0, przyjmuje jednocześnie całe spektrum stanów pośrednich. Sprawia to, że moc obliczeniowa komputera kwantowego znacząco wzrasta.

Według Google 53-kubitowy komputer kwantowy opracowany przez tę firmę w trzy minuty jest w stanie dokonać obliczeń, które superkomputerowi zajęłyby 10 000 lat.

Krańcowa optymalizacja

Obecnie komputery kwantowe są wykorzystywane w kilku obszarach. Mówi się np. o rozwiązywaniu różnych problemów optymalizacyjnych. Takim najbardziej podręcznikowym jest choćby problem komiwojażera, czyli jak zminimalizować drogę pomiędzy pewną liczbą punktów na mapie.

Technologia ta już umacnia swoją pozycję w niektórych obszarach gospodarki – m.in. inżynierii materiałowej czy badaniach farmaceutycznych. Producenci samochodów, m.in. Volkswagen i Daimler, wykorzystują symulację zachowania materii w próbach zwiększenia wydajności akumulatorów. Firmy farmaceutyczne z wykorzystaniem maszyn kwantowych analizują i porównują związki chemiczne, które mogą prowadzić do tworzenia nowych, lepszych leków. Airbus z kolei z ich pomocą optymalizuje zużycie paliwa, tworząc najbardziej efektywne trasy znoszenia i osiadania samolotów.

– Komputery kwantowe mogą stać się dla świata tym, czym było wynalezienie pod koniec XIX w. silnika spalinowego. Tak jak dostęp do mocy wytwarzanej przez silniki przyśpieszył rozwój gospodarczy, tak skokowy wzrost mocy obliczeniowej wywołany rozwojem komputerów kwantowych może być paliwem dla przyśpieszenia cyfryzacji. W naturalny sposób zmiany będą dotyczyły także bankowości, której rozwój dzisiaj w dużym stopniu uzależniony jest od technologii – twierdzi Szymon Pinderak z Departamentu Komunikacji Korporacyjnej PKO Banku Polskiego.

Droga do stworzenia komputera kwantowego o&...