» «

מחשבים קוונטיים

מכניקה קוונטית
מהי מכניקת הקוונטים?



מסתבר שבגדלים מאוד קטנים קורים דברים מאוד מוזרים. מדובר בדברים שאינם אינטואיטיביים כלל, כמו עצמים שעוברים דרך קירות, דברים שנמצאים בכמה מצבים בו זמנית, מצבים שבהם מדידה של תוצאות ניסוי משנות את מהלכו של הניסוי עצמו באופן משמעותי וכדומה.

מכניקה קוונטית, מכניקת הקוונטים או תורת הקוונטים, הם שמותיה השונים של תורה פיזיקלית שמתארת מה קורה בסדרי גודל מאוד קטנים שכאלה. תורת הקוונטים מספקת הסברים לתופעות רבות, הסברים שלא ניתן היה לתת בעזרת הידע של המכניקה הקלאסית למשל, או הידע הקיים בתחום האלקטרומגנטיות.

תורת הקוונטים פותחה ב-100 שנים האחרונות ולכן היא נחשבת חדשה. החוקרים לומדים בכל יום ומעצבים את עקרונותיה וכיווני המחקר בה. מחקרים רבים נעשים בתחום, כשבעיקר מנסים ליישב את הסתירות שיש בנקודות מסויימות בינה לבין תורת היחסות הכללית של איינשטיין.

במקביל נעשה גם מחקר רב בכיוון של מחשבים קוונטיים, שעל הנייר יהיו יכולותיהם החישוביות בלתי נתפסות. כך למשל יכול מחשב קוונטי לבצע בחינות של מיליארדי אפשרויות בשניה. אם מעבד מחשב רגיל מחשב בכל רגע נתון אפשרות חישובית אחת ולפיכך פועל באופן סדרתי לבדיקת כל האפשרויות החישוביות, הרי שמחשב קוונטי שמצויד בסך הכל בכמה מאות קְיוּבִּיטים (המקבילות הזעירות של הביטים במחשב רגיל), יוכל לבחון בכל נקודת זמן יותר אפשרויות ממספר החלקיקים ביקום.


הנה קליפ מדהים שבו שרים מדענים מהי תורת הקוונטים (הפעילו את התרגום):

http://youtu.be/DZGINaRUEkU


סרטון ארוך המסביר את המושג מכניקה קוונטית:

http://youtu.be/jtO5rwRqodE?t=1m30s


הסבר מקיף למחשב קוונטי:

http://youtu.be/g_IaVepNDT4


והנה סרט תיעודי על מכניקת הקוונטים:

https://youtu.be/CBrsWPCp_rs?t=3m15s?long=yes
מחשב קוונטי
מהו המחשב הקוונטי?



מחשב קוונטי הוא מחשב עתידי שאמור לפתור בעיות שונות במחשוב הנוכחי ולהתמודד טוב יותר עם סיבוכיות. מדעני מחשב ואנשי טכנולוגיה מנסים לייצר מחשבים קוונטיים, אבל נראה שהדרך אליהם עדיין ארוכה. אמנם קיימים כבר מחשבים קוונטיים, אך הם חלשים ומוגבלים מאד בביצועים.

כיום משתמשים במדעי המחשב במודל התיאורטי של "מכונת טיורינג" (ראו בתגית "מכונת טיורינג"). מודל זה מתבסס על העיקרון הבינארי, כשהביטים נמצאים במצבי 0 או 1.

ב-1982 הגה הפיזיקאי ריצ'ארד פיינמן את רעיון המחשוב הקוונטי ובשנים האחרונות הוא יצא מתחום העניין האקדמי אל העולם הטכנולוגי ואל ענקיות הטכנולוגיה, המשקיעות משאבים בפרוייקטים בתחום ולא חוסכות מאמצים בדרך לפיתוח מחשבי-על קוונטיים.

אם לפשט את ההסבר המורכב, אז במקום בביטים דו-מצביים, המחשוב הקוונטי משתמש ברעיון שנקרא הסופר פוזיציה הקוונטית, או ביחידות שנקראות קיוביט. הקיוביט מייצג בו-זמנית גם ערך 0 וגם 1 וכך מייצג ערכים גדולים באמת. שזירת הקיוביטים, כך שיפעלו ביחד ובצורה מתואמת, מאפשרת ייצוג של מספר ערכים עצום בבת אחת. התוצאה היא פריצה של מגבלות כוח המחשוב הבינארי. הדבר מאפשר למחשב קוונטי קטן לבצע פעולות חישוב רבות מאד במקביל ובצורה מהירה להפליא וחסכונית באנרגיה לעומת טכנולוגיית החישוב הבינארי. אם חשבתם על מזעור אז צדקתם, אבל זה רק חלק קטן מהפלא האפשרי של המחשוב הקוונטי.

יתכן שהמחשוב הקוונטי הוא העתיד של עולם המחשבים. יכולותיו הבלתי נתפסות בהקלת הסיבוכיות החישובית ומהירות העיבוד והחישוב שלו יכולות להיות בדיוק מה שצריכים תחומים כמו הבינה המלאכותית והביג דאטה, כמו גם לוחמת סייבר ותחומים שיתגלו בעתיד ואינם ידועים לנו כרגע.


הנה המחשב הקוונטי:

http://youtu.be/_T1ArF3sVVA


הסבר פשוט של המושג מחשב קוונטי:

http://youtu.be/UhNbnYsIGso


סרטון אנימציה שמסביר את הקוונטום מחשוב:

https://youtu.be/T2DXrs0OpHU


הסבר מקיף למחשב קוונטי:

http://youtu.be/g_IaVepNDT4


ומחשב הקוונטום המסחרי הראשון שפיתחה חברת D-Wave מקנדה:

https://youtu.be/-LhPE6FpJYk


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.