Φανταστείτε τον πιο γρήγορο υπερυπολογιστή της εποχής μας και του ζητάτε να επιτελέσει έναν υπολογισμό που θα χρειαστεί δισεκατομμύρια χρόνια για να ολοκληρωθεί—χρόνος που ξεπερνά την ηλικία του σύμπαντος. Στη συνέχεια, του δίνετε την ίδια εργασία σε έναν κβαντικό υπολογιστή, με επεξεργαστή τον Willow, που παρουσίασε η Google πρόσφατα. Το αποτέλεσμα; Τα πάντα ολοκληρώνονται σε λιγότερο από πέντε λεπτά!
Γιατί συμβαίνει αυτό; Δυστυχώς, η απάντηση δεν είναι απλή και δεν υπάρχει προς το παρόν επιστημονική τεκμηρίωση. Ωστόσο, μπορούμε να κάνουμε κάποιες εικασίες σχετικά με υπολογισμούς που μπορεί να γίνονται σε παράλληλα σύμπαντα.
Ας πάμε, όμως, πιο πίσω. Η Google διαθέτει ένα εργαστήριο Κβαντικής Τεχνητής Νοημοσύνης, που διευθύνεται από τον Χάρτμουντ Νέβεν, ο οποίος έφερε στο φως αυτά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα μέσω ενός blog της εταιρείας.
Ο επεξεργαστής Willow εκτέλεσε ένα έργο σε λιγότερο από πέντε λεπτά, για το οποίο ο πιο ισχυρός παραδοσιακός υπολογιστής θα χρειαζόταν πολλές δισεκατομμύρια χρόνια.
Ο Νέβεν εξηγεί ότι οι συμβατικοί υπολογιστές λειτουργούν με bits, τη βασική μονάδα πληροφορίας που βασίζεται στο δυαδικό σύστημα—πράγμα που σημαίνει ότι κάθε bit μπορεί να είναι είτε 0 είτε 1. Αντίθετα, οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν qubits, που έχουν τη μοναδική ικανότητα να είναι ταυτόχρονα 0 και 1. Αυτή η χαρακτηριστική τους οδηγεί σε ταχύτερους υπολογισμούς.
Ο συμβατικός υπολογιστής λειτουργεί σε ένα σύμπαν, ο κβαντικός σε πολλά.
Ο Νέβεν αναφέρει στο blog ότι αυτό το φαινόμενο είναι συμβατό με τη θεωρία των πολλαπλών συμπάντων. Δηλαδή, οι υπολογισμοί ενός κβαντικού υπολογιστή πραγματοποιούνται όχι μόνο στο δικό μας σύμπαν, αλλά και σε άλλα παράλληλα σύμπαντα! Η ιδέα των παράλληλων κόσμων έχει ιστορία που εκτείνεται τόσο στη φιλοσοφία όσο και στην επιστήμη.
Ο Αμερικανός φυσικός Hugh Everett ανέπτυξε την ερμηνεία των πολλών κόσμων στην κβαντομηχανική. Σύμφωνα με αυτήν, κάθε φορά που γίνεται μία κβαντική μέτρηση, το σύμπαν «διασπάται» σε πολλές πραγματικότητες, επιτρέποντας την εκτέλεση όλων των πιθανών εκβάσεων.
Κβαντική εποχή μπροστά μας
Αυτές οι θεωρίες μπορεί να μην έχουν ακόμη επιβεβαιωθεί εργαστηριακά, αλλά οι κβαντικοί υπολογιστές υπάρχουν και εξελίσσονται με ρυθμούς που υπόσχονται να αλλάξουν ριζικά τον κόσμο στο μέλλον.
Αναμένονται εξελιγμένοι αλγόριθμοι, ταχύτατη ανάπτυξη νέων φαρμάκων, και μοντέλα πρόβλεψης για την κλιματική αλλαγή, ενώ θα αποκαλύπτουν πτυχές του σύμπαντος και του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Σήμερα, υπάρχουν εκατοντάδες κβαντικά συστήματα παγκοσμίως, πολλά εκ των οποίων είναι διαθέσιμα μέσω του cloud—όπως το IBM Quantum Experience και το Amazon Braket. Αυτό δίνει τη δυνατότητα σε ερευνητές και προγραμματιστές να τα χρησιμοποιούν χωρίς να χρειάζονται φυσικό εξοπλισμό. Το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζουν; Τα σφάλματα, επειδή τα qubits είναι ακόμη “ευαίσθητα”.
