Бид өдөр бүр компьютер хэрэглэдэг. Гар утас, таблет, зөөврийн компьютер гээд л — эдгээр бүх төхөөрөмж дотроо “тархи” буюу процессортой. Харин процессор гэдэг нь маш олон, нано хэмжээтэй транзистор гэдэг зүйлсээс бүрддэг. Нэг транзистор "Бит (Bit)" нь 0 эсвэл 1 гэсэн ганцхан мэдээллийг хадгалж чаддаг. Хэрэв гүйдэл нэвтэрвэл “1”, нэвтрэхгүй бол “0” гэж ойлгогдоно. Эдгээр олон транзистор нийлээд бидний тоглодог тоглоом, үздэг бичлэг, бичдэг текст бүгдийг боловсруулдаг.
Гэхдээ зарим асуудал маш хүнд — процессоруудын хувьд хэт их ажил болдог. Жишээ нь, сүлжээ (граф) гэж зүйл байдаг. Энэ нь олон цэгүүд шугамаар холбогддог зураглал юм. Цэг нэмэгдэх бүрд холбох шугамын тоо улам ихэсдэг. Жишээлбэл, 10 цэг холбох гэж байвал 45 шугам хэрэгтэй болдог! Хэрвээ тэр сүлжээ нь олон нийтийн сүлжээ шиг сая сая хэрэглэгчтэй байвал... процессор маань “ядарч унаж” ч магадгүй!
Бидний мэдэх CPU гэдэг хавтан дотор байрлаж ажилладаг транзисторуудын хэмжээ багасах тусам нэгж талбайд байрлах транзисторуудын тоо нэмэгдэж компьютер маань илүү хурдан хүчтэй болно. Тэгвэл бид транзисторыг улам жижгэрүүлж чадах уу? Харамсалтай нь, квантын нөлөө гэж нэг зүйл байдаг. Хэт жижиг болбол транзисторууд сонин, ойлгомжгүй үйлдэл хийж эхэлдэг. Ингээд уламжлалт компьютер асуудлыг шийдэж чадахаа болино.
Эндээс л квант тооцоолол гарч ирдэг! Квант компьютер нь бит биш, харин кубит (qubit) гэж мэдээлэл хадгалах нэгж ашигладаг. Кубит гэдэг нь тусгай бөөм (эсвэл молекул) бөгөөд “0” ч байж чадна, “1” ч байж чадна — бүр хоёул хоёулын нь хольц ч байж чаддаг! Ийм онцгой чанарын ачаар квант компьютер маш хурдан бөгөөд асар их мэдээлэл боловсруулах чадвартай болдог.
Жишээ нь, жирийн компьютер 4 мэдээлэл хадгалахын тулд 4 бит хэрэгтэй болдог. Харин квант компьютер 2-хон кубит ашиглаад ижил хэмжээг хадгалж чадна!
Квант компьютер гэж юу вэ?
Квант компьютер бол квант физик ба тооцоолол хоёрын нэгдлээс үүссэн Квант компьютер гэж юу вэ, яагаад чухал вэ?
Квант компьютер гэж чухам юу болох, яагаад чухал болохыг ойлгохын тулд түүний ирээдүйд үзүүлэх нөлөөг харах хэрэгтэй.
Квант компьютер нь ирээдүйд маш олон салбарыг өөрчлөх чадалтай. Жишээ нь:
Нууцлал хамгаалалт (криптограф) – Өнөө үед хэрэглэдэг нууцлалын аргуудыг квант компьютер амархан тайлж чадна.
Эмийн нээлт – Квант компьютер нь молекулуудыг маш нарийн тооцоолж, шинэ эм бүтээхэд тусална.
Материал судлал – Шинэ, хүчтэй материал бүтээхэд хэрэгтэй нарийн бүтэц, шинж чанаруудыг загварчилна.
'Нийлүүлэлтийн сүлжээ ба санхүү – Бараа тээвэрлэлт, хөрөнгө оруулалтын хамгийн сайн хувилбарыг олж чадна.
Эдгээр асуудлуудыг уламжлалт компьютер ш\ийдэж чаддаггүй, эсвэл маш их хугацаа шаарддаг. Харин квант компьютер эдгээрийг илүү хурдан, илүү ухаалаг шийдвэрлэх боломжтой юм.шинжлэх ухааны салбар юм. Энэ нь квант физикийн зарчмуудыг ашиглан мэдээллийг боловсруулдаг онцгой процессортой байдаг. Уламжлалт компьютеруудын хувьд мэдээллийн хамгийн жижиг нэгж нь бит буюу зөвхөн "0" эсвэл "1" байж чаддаг. Харин квант компьютер нь кубит гэдэг тусгай нэгж ашигладаг бөгөөд кубит нь нэгэн зэрэг олон төлөвт байх боломжтой. Үүнийг давхцал (superposition) гэж нэрлэдэг.
Квант физик гэдэг нь байгаль дэлхий хамгийн жижиг хэмжээндээ — жишээ нь электрон, фотон зэрэг бөөмүүд хэрхэн ажилладгийг тайлбарладаг физикийн онол юм. Энэ нь бидний өдөр тутмын амьдралд байдаггүй маш сонин ойлголтуудыг оруулж ирдэг. Үүнд:
Давхцал (superposition) – нэгэн зэрэг олон төлөвт орших,
Үелзэл (interference) – төлөвүүд хоорондоо нөлөөлөх,
Холбогдол (entanglement) – хоёр бөөм хол зайд байсан ч нэг нь нөгөөдөө шууд нөлөөлж чаддаг шинж чанар орно.
Эдгээр гайхалтай үзэгдлүүд квант компьютерыг маш хүчирхэг болгож, уламжлалт компьютерт хэзээ ч хийгдэж чадахгүй зүйлсийг шийдвэрлэх боломжийг олгодог юм.
Квант компьютер яагаад чухал вэ?
Квант компьютер гэж чухам юу болох, яагаад чухал болохыг ойлгохын тулд түүний ирээдүйд үзүүлэх нөлөөг харах хэрэгтэй.
Квант компьютер нь ирээдүйд маш олон салбарыг өөрчлөх чадалтай. Жишээ нь:
Нууцлал хамгаалалт (криптограф) – Өнөө үед хэрэглэдэг нууцлалын аргуудыг квант компьютер амархан тайлж чадна.
Эмийн нээлт – Квант компьютер нь молекулуудыг маш нарийн тооцоолж, шинэ эм бүтээхэд тусална.
Материал судлал – Шинэ, хүчтэй материал бүтээхэд хэрэгтэй нарийн бүтэц, шинж чанаруудыг загварчилна.
Нийлүүлэлтийн сүлжээ ба санхүү – Бараа тээвэрлэлт, хөрөнгө оруулалтын хамгийн сайн хувилбарыг олж чадна.
Эдгээр асуудлуудыг уламжлалт компьютер шийдэж чаддаггүй, эсвэл маш их хугацаа шаарддаг. Харин квант компьютер эдгээрийг илүү хурдан, илүү ухаалаг шийдвэрлэх боломжтой юм.
