Քվանտային հաշվարկներ և դրանց անհրաժեշտ մասեր

Քվանտային հաշվարկը կատարվում է քվանտային համակարգչի օգնությամբ, որն իր հերթին հանդիսանում է սովորական համակարգչի ավելի զարգացած և բարդ տարբերակը։ Ալգորիթմները և մեթոդները որոնք քվանտային համակարգիչը կիռարում է շատ են տարբերվում սովորական համակարգչինից։


=== Հաշվարկում ===
Քվանտային համակարգիչները մեր ամենօրյա համակարգիչների ավելի բարդ տեսակներն են։ Սովորական համակարգիչը օգտագործում է տրանզիտոր, որը ինֆորմացիան պրոցես անելու ամենասովորական ձևն է, այն նման է անջատիչի որը կարող է փակել կամ բացել ճանապարհը եկող ինֆորմացիայի համար։ Այդ ինֆորմացիան կազմված է բիթերից(bits) որոնք կարող են լինել 0 կամ 1։ Քվանտային համակարգիչները օգտագործում են քյուբիթներ(qubits) որոնք նույնպես կարող են լինել 0 և 1։ Մինչ քյուբիթի հետազոտելը այն գտնվում է 0 և 1 սուպերպոզիցիոն վիճակում, և գուշակել իրական արդյունքը անհնար է։ Սովորական համակարգիչներում բիթերը գտնվում են երկուսից մեկի օբյեկտի միաժամանակ 4 տարբեր կոնֆիգուրացիաներում։ Դա 16 հնարավոր կոմբինացիաններ են, որոնցից դու կարող ես ընտրել միայն մեկը։ Իսկ այն քյուբիթների համար, որոնք գտնվում են սուպերպոզիցիոն վիճակում, հնարավոր է օգտագործել այդ 16 հնարավոր կոմբինացիանները միաժամանակ, և այդ թիվը մեծանում է ամեն ավել քյուբիթով։


=== Խճճվածություն ===
Այլ յուրահատուկ հատկություն որ քյուբիթը կարող է ունենալ դա խճճվածությունն է։ Այն իրենից ներկայացնում է մոտիկ կապ որը հնարավորություն է տալիս ամեն քյուբիթին արձագանքել ամեն մի փոփոխությանը ակնթարթային, անկախ նրանից թե ինչ հեռավորության վրա են դրանք իրարից գտնվում։ Սա ցույց է տալիս որ մենք կարող ենք եզրակացություն կազմել մի քյուբիթի մասին միայն իր հարևանին ստուգելու շնորհիվ։ 
Սովորական բուլյանը(boolean) ստանում է մուտքագրված տվյալներ և վերադարձնում է մեկ պատասխան։ Քվանտային բուլյանը կարող է փոխել հավանականությունները և վերադարձնել ուրիշ սուպերպոզիցիա որպես դրա պատասխան։ Սա նշանակում է որ դու կարող էս ստանալ շատ հաշվարկների լուծումներ նույն ժամանակահատվածում։ 
Որոշ ոլորտներում քվանտային համակարգիչները շատ են գերազանցում նորմալ համակարգիչներին։ Այդ ոլորտներից մեկն է տվյալների բազանների որոնումը։ Սովորական համակարգիչը որպեսզի գտնի մեկ տվյալ տվյալնների բազայում նա պետք է ամեն տվյալ ստուգի հատիկ առ հատիկ։ Իսկ քվանտային համակարգիչների ալգորիթմները հնարավորությունն են տալիս որպեսզի այդ որոնումնները կատարվեն 10 անգամ քիչ ժամանակահատվածում։


=== Կրիպտոգրաֆիա ===
Մեկ ուրիշ հայտնի ոլորտ, որտեղ օգտագործվում են քվանտային համակարգիչները, դա IT անվտանգությունն է։ Համացանցը, էլեկտրոնային փոստերը և բանկային տվյալնները պաշտպանված են կոդավորվման համակարգի օգնությամբ, որտեղ քո public key-ն բոլորին հասանելի է, և միայն դու կարող էս ապակոդավորել այն։ Բայց նաև հնարավոր է որ public key-ն օգտագործվի private key-ն ձեռքբերելու մեջ, որնել կարող է օգտագործվել ապակոդավորելու մեջ։ Բայց այդ հաշվարկները սովորական համակարգիչի վրա կատարելը կպահանջի երկար տարիներ։ Իսկ քվանտային համակարգիչը կարող է այն անել մի ակնթարթում։ Ինչպես ես նշել էի, քյուբիթները կարող են մուտքագրել բոլոր հնարավոր գաղտնաբառերը միանգամից։ Ինչը նշանակում է որ կստանանք սխալ պատասխաններ և մեկ ճիշտ։ Իսկ հետո օգտագործելով հատուկ ծրագիր, որի անունն է Grover operator մենք կարող ենք բոլոր սխալ գաղտնաբառերը հեռացնել և թողնել միայն ճիշտ գաղտնաբառը։


=== Վերջաբան ===
Քվանտային հավշարկները կատարվում են քվանտային համակարգչի քյուբիթների, բարդ, էֆեկտիվ ալգորիթմների և սուպերպոզիցիոն իրավիճակների օգնությամբ։ Ապագայում քվանտային համակարգիչները կարող են մեծ փոփոխություններ կատարել արհեստական բանականության ոլորտում։


== Աղբյուրներ ==
Quantum Computers Explained – Limits of Human Technology
Quantum Computers
Quantum Computing
What is Quantum Computing
Understanding Quantum Computing


== Գրքեր ==
Quantum Computing for Everyone
Quantum Computing for the Quantum Curious
Quantum Computing: An Applied Approach
Quantum Computing Explained
Quantum Computing for the Quantum Curious