1. Kvant bilgisayarları necə işləyir?
Bu suala tam izah vermək biraz çətin olar. Lakin, sadə dildə deməyə çalışacıq. Kvant komputerləri hələki, çip mərhələsindədir

ilk öncə, klassik komputerlərin işləmə prinsipini bildirmək lazımdır. Günümüzün ən güclü super komputeri ilə işlətdiyimiz adi laptopların mexanizm cəhətdən heç bir fərqi yoxdur. Məlumatlar yaddaşda saxlanılır. iki cür yaddaş var: daimi və müvəqqəti. Emal edilən məlumatlar RAM dediyimiz müvəqqəti yaddaşda saxlanılır. CPU dediyimiz çiplərdə isə emal, yəni proses gedir. Məlumatlar 1 və 0-lar şəklində yadda saxlanılır. Bunu, əks spində olan iki elektron kimi də başa düşmək olar. Və ya, elektrik var, elektrik yoxdu. Məlumatlar isə istər yazı olsun, istər hesablama, ikili say sistemində aparılır və beləcə 1 və 0lardan ibarət olur. Və 32bitlik nüvə dedikdə 2^32 ədəd bitdən ibarət, maksimum bu uzunluqda işi yerinə yetirə bilən mikroçip nəzərdə tutulur. Beləcə, bugünkü smartfonlarımız Aya çıxan iki atronavtın apardığı hər cür cihazdan daha ağıllı olur.

Keçək, kvant komputerlərinə. Dedik ki, 1 bit ya 1, ya da 0 olur. Kvant mexanikasında superpozisiya prinsipi dediyimiz dalğaların birləşməsi prinsipi var. Kvant bitləri qubitlər(quantum bits) isə 1 və 0-ın superpozisiyasıdır. Yəni, eyni anda ikisi də ola bilər. Emal zamanı hansı olduğunu bilmirik, lakin baxdığımız an üçün deyə bilərik ki, 1 və 0dır. Proses zamanı baxdıqda sistem pozulur, ona görə sistemin necə işlədiyinə dəqiq izah vermək olmur. Amma, ehtimallara əsasən tapmaq olar ki, verilmiş anda qubit 1 və 0 arasında hansı haldadır. Yəni, hansı halda olma ehtimalı böyükdür. Əlavə olaraq, qeyd edək ki, hər bir qubit klassik komputerlərdəki bitlərdən iki dəfə işləkdir. Yəni, 10 qubiti olan kvant komputeri adi komputerlərdən 1024(2^10) dəfə daha işləkdir. Deməli, daha çox işi görə bilər, və daha tez zamanda. 3qubiti açaq: bu 000 001 010 011 100 101 111 hallarından biridir. Bunların olma ehtimallarının cəmi 1 olmalıdır. Və ya, eyni şəraitdə, bunlardan istənilən birinin olması 0.125(1/8) dir. 3 bit isə bunlardan 100% biridir və o birinə keçə bilməz. Amma, kvantda bunlardan hər biri ola bilər. Qısaca, belə fikirləşin ki, bitləri saxlayan qutu var. Aydındır ki, 8 belə qutu lazımdır ki, 3 qubitin mümkün hallarını özündə cəmləşdirsin. Lakin, kvant şəraitində 3 belə qutu 8(2^3) klassik qutunu əvəz edir. Kvant komputerlərində istifadə olunan digər prinsip isə kvant mexanikasının dolanıqlıq effektidir. iki müxtəlif qutudakı qubitlər bir-biri ilə dolanıq vəziyyətdə olurlar. Yəni, burda ba verən dəyişikliklər o biri yerdə də ani olaraq müşahidə edilir. Bu üsulla, işləmə sürəti daha da artır. Kvant komputerləri işləməsi üçün olduqca aşağı temperatur lazımdır.

işləmə prinsipi barədə bu qədər. Keçək tətbiqinə. Kvant bilgisayarları üçün yazılan xüsusi alqoritmlər kvant alqoritmləri adlanır. Məsələn, Şor alqoritmi, Simon alqoritmi və s. Şor alqoritmi seçilmiş ədədi vuruqlara ayırır. Sadə səslənir, elə deyilmi? Amma, bu tip sadə riyazi hesablamanı normal komputerlər nə insan edə bilmir. Məsələn, 15-i 3*5 kimi hər kəs yaza bilər, və 15-i vuruqlarına ayırın dedikdə tez cavab verərik. Lakin, komputerlərin şüuru olmadığına görə tapa bilmir. Komputer üçün tək yol yoxlamaq qalır. Balaca rəqəmlərdə adi komputer işləyir, lakin rəqəm sayı 10-u, 20-ni, 100-ü keçdikdə komputer bir neçə ilə hesablayır. Kvant komputerləri sürətli işlədiklərinə görə 2^67 rəqəmli ədədi saniyədən də az müddətə həll edir. Proqramlaşdırmada ən çətin tapşırıqlardan biri də verilmiş xəritədə regionların rənglənməsi tapşırığıdır. Bu məsələdə, heç bir iki qonşu sahənin eyni rəngdə olmaması istənilir. orta məktəbdəki, siyasi xəritəni fikirləşin. iki ölkə, vəya Azərbaycan xəritəsində iki qonşu siyasi ərazi eyni rəngdə olmur. Bunun alqoritmi olduqca qəlizdir və böyük sahələrdə işləməsi üçün aylarca vaxt tələb olunur. Amma, kvant bilgisayarında(D-Wave) Kanadanın 13 ştatını 4 rənglə rəngləmək üçün(qonşu ştatlar eyni əngdə olmadan) 13 qubitdən istifadə edir. Normal komputerlər bunu bir neçə günə edir.

Hal-hazırda bir neçə kvant komputer modelləri var, və fərqli işləmə mexanizmi. Əsas mexanizm yuxarıda dediyimiz kimidir. Əlavə olaraq, bəziləri maye və ya optik mühit istifadə edərək, daha sadə komputerləri istehsal etməyə çalışırlar. D-Wave Kanada şirkətidir və ilk rəsmi kommersial kvant komputeri satıcısı və təkmilləşdiricisidir.

Bu ümumi Bilgidir.