Konputagailu kuantiko

Ordenagailu kuantiko edo Konputagailu kuantiko bat mekanika kuantikoaren fenomeno espezifikoak erabiltzen dituen kalkulu-gailu bat da, hala nola gainjartzea eta gurutzatzea, datuen gaineko eragiketak egiteko. Sistema kuantikoek aldi berean bi egoeratan egoteko duten gaitasuna aprobetxatzen dute ordenagailu kuantikoek. 0 edo 1 balioa duten bitak erabili beharrean, bi balioen gainjartzea duten qubitak (bit kuantikoak) erabiltzen dituzte. Datu horiek aldi berean prozesatuz gero, ordenagailu kuantiko bat esponentzialki azkarragoa izan daiteke klasiko bat baino. Behar adinako edukiera duten ordenagailu kuantikoek ohiko ordenagailu batentzat zailak diren kalkuluak ebazteko gai izango dira.

Ordenagailu klasiko bat Turing makina baten baliokidea denez, ordenagailu kuantiko bat determinista ez den Turing makina baten baliokidea da, oinarrizko eragiketa jakin baterako, aldi berean gerta daitezkeen trantsizio guztiak eskaintzen baititu.

2007ko otsailaren 13an, Kanadako D-Wave Systems enpresak mota horretako lehen eskaintza komertziala aurkeztu zuen, 16 biteko ordenagailu batekin, 2008ko amaieran 1024 qubiteko ordenagailu bat eraikitzeko asmoz. Halaber, laster lineako zerbitzua eskainiko du. D-Waveren ordenagailuaren errealitatea zalantzan jarri da, eta badirudi konpainiak onartu egingo zuela mekanika kuantikoa puntualki erabiltzen duen ordenagailu klasikoa dela. 2016ko abuztuan, Marylandeko unibertsitateak lehen ordenagailu kuantiko programagarria eraiki zuen. 2017ko maiatzean, IBM enpresak 16 qubiteko ordenagailu kuantiko bat ezarri zuen. 2018ko martxoan, Google enpresak Bristlecone izeneko ordenagailu kuantiko bat iragarri zuen 72 biteko 9x8 matrize baten bidez.

Konputazio kuantikoa ez da sartzen konputazio klasikoaren paradigmaren barruan. Biten ordez qubitak erabiltzean oinarritzen da, eta algoritmo berriak sortzeko ate logiko berriak sortzen ditu. Zeregin batek konplexutasun desberdina izan dezake konputazio klasikoan eta konputazio kuantikoan, eta horrek ikusmin handia eragin du,trataezin bihurtzen baitira  zenbait problema. Ordenagailu klasiko bat Turing makina baten baliokidea den bitartean, ordenagailu kuantiko bat turing makina indeterminista baten baliokidea da.

Historia 
Planck eta Einsteinek proposatu zuten argia ez zela uhin jarraitua, baizik eta pakete txikitan edo quantumetan banatua zegoela (ingelesez quanta). Bi ideia horiek, itxuraz oso sinpleak, hondamendi ultramorea ekarri zuten.

Zenbait zientzialarik ideia horiek garatu zituzten, zer lortzeko gai izango ziren ikusteko. Orduan bi ondorio atera ziren: egoera-gainjartzea eta gurutzatzea.

Egoera gainjartzea arazo bat izan zen. Alexander Holevok 1973an frogatu zuen gainjartzea ez zela ehuneko ehun fidagarria. Ideia horrek zioen ordenagailu kuantikoek ez zutela 0 eta 1ekin funtzionatuko (ordenagailu digitalek bezala), baizik eta ehunekoekin funtzionatuko zutela. Adibidez, 1eko baten %801 izango genuke eta 0ko baten %20. Arazoa zen praktikan eta artean eskura zeuden sistemekin ezin zela ikusi benetan 0 eta 1 horiek ehunekoekin jokatuko ote zuten, eta hori bakarrik ez, zenbat eta gehiago neurtu dauden 1eko eta 0ko kopuruak, balioak neurtzean aldatu ere aldatzen baitira; horregatik, ezinezkoa litzateke 0ko eta 1ekoen ehunekoak neurtzea.

Uste hori dela eta, Charles Benioff eta Richard Feynman zientzialariek frogatu zuten ordenagailu klasiko batek ezin zuela sistema kuantiko bat simulatu.

Hori guztia aldatu egin zen bigarren kontzeptua, gurutzatzea, abian jarri zenean. Ideia horri esker bi algoritmo sortu ziren: Tenplu kuantikoa (1989) eta Shorren algoritmoa (1994).

Lehen algoritmoari esker, adimen artifizialari eta ikasketa automatkoari aplikatutako balio funtzionalak aurkitu ahal izan ziren.

Bigarren algoritmoak zenbakiak beren zenbaki lehen faktoreetan deskonposatzeko balio izan zigun (zenbaki osoen faktorizazioa), ordenagailu arrunt batek baino askoz abiadura handiagoarekin. Adibidez, RSAk, babes- eta zifratze-algoritmoetako batek, bere zenbakiak oso poliki faktorizatzen ditu ordenagailu klasiko batean; alñdiz,  Shor algoritmoarekin, babes- eta zifratze-abiadura izugarri handituko litzateke. kalkulua ordenagailu kuantiko batean.

Bi algoritmo horiei esker, konputazio kuantikoaz hitz egiten hasi zen, sistema digitalak zaharkituta utz zitzakeen konputazio mota batez.

Erreferentziak

Ikus, gainera 

 Kriptografia kuantikoa
 Konputazio kuantiko
 Korapilatze kuantiko
 Juan Ignacio Cirac

Kanpo estekak 
 «Konputazio kuantikoaren unea da» Innobasque Tendencias
 
 
 
 
 
 
 

Konputazioa