Întrebarea revine tot mai des: pot calculatoarele cuantice să le înlocuiască, curând, pe cele clasice?
Progresele din ultimii ani sunt reale, ritmul este alert, iar companii precum IBM susțin că au găsit o cale de a transforma aceste dispozitive exotice în mașini industriale puternice, fiabile și, mai ales, utilizabile. Și totuși, în ciuda entuziasmului, răspunsul nu e atât de simplu.
La o privire rapidă, cele două lumi par apropiate: și calculatoarele clasice, și cele cuantice folosesc cipuri și circuite, manipulează date, rulează algoritmi și rezolvă probleme complexe. Dar dincolo de asemănări, principiile care le pun în mișcare nu au aproape nimic în comun.
Calculatoarele clasice se bazează pe fizica obișnuită a electricității și tranzistorilor, unde informația este codificată în biți ce pot fi 0 sau 1. Cele cuantice lucrează cu mecanica cuantică, folosind qubiți care pot fi 0, 1 sau ambele simultan, prin superpoziție.
Superpoziția, concept de bază în mecanica cuantică, permite stocarea simultană a informației. Iar cum elementele unui qubit nu sunt tratate ca niște granule de materie, ci ca unde, devine posibilă o superpoziție a acestor unde.
Mai mult, intricația cuantică creează o legătură subtilă între doi qubiți, chiar dacă se află la distanță mare, astfel încât starea unuia depinde de starea celuilalt.
Împreună, superpoziția și intricația deschid calea pentru a comprima mult mai multă informație într-un ansamblu de qubiți decât într-unul de biți clasici. Pe această fundație, promisiunea de performanță este uriașă.
IBM explică, într-o analiză amplă, că anumite probleme care ar ține mii de ani un computer clasic pot fi rezolvate în câteva minute pe unul cuantic. Un exemplu favorit este factorizarea numerelor întregi foarte mari în factori primi, o sarcină notoriu dificilă pentru maşinile clasice.
În 2019, Google a anunțat atingerea „supremației cuantice”: procesorul său de 53 de qubiți a efectuat un calcul complex în 200 de secunde, acolo unde un computer clasic ar fi avut nevoie, potrivit estimării inițiale, de 10.000 de ani. Entuziasmul a fost însă temperat rapid.
Cercetători australieni au arătat că problema rezolvată nu avea aplicații practice în viața de zi cu zi, iar IBM a susținut că supercalculatoarele pot, de fapt, aborda acel tip de calcul mai eficient decât se estimase.
Realitatea de astăzi este că, pentru a efectua calcule cu adevărat „utile” într-o gamă largă de domenii, calculatoarele cuantice ar avea nevoie de mii de qubiți stabili și bine controlați. Suntem încă departe.
În 2022, IBM a anunțat intenția de a construi un sistem cu 4.158 de qubiți până în 2026, dar drumul rămâne dificil: pe măsură ce numărul de qubiți crește, devine tot mai complicat să fie izolați de mediul înconjurător și să fie menținută coerența lor cuantică.
Chiar și dacă aceste obstacole tehnice ar fi depășite, un alt detaliu rămâne imposibil de ignorat: dimensiunea și fragilitatea acestor mașini. Calculatoarele cuantice sunt voluminoase și extrem de sensibile la variații de temperatură, vibrații, câmpuri magnetice și chiar la semnalele Wi‑Fi.
Pentru a funcționa corect, trebuie păstrate la temperaturi apropiate de zero absolut, în jur de −273 °C. În prezent, nu există niciun model adaptat utilizării cotidiene în condiții normale, motiv pentru care aceste echipamente rămân, deocamdată, în laboratoare și centre de cercetare.
Acolo își găsesc rostul pentru mult timp de acum înainte: în proiecte specializate, precum îmbunătățirea securității algoritmilor de inteligență artificială, descoperirea de noi medicamente, înțelegerea comportamentului atomilor în molecule complexe, dezvoltarea unor metode de criptografie mai sigure sau, pur și simplu, avansul cercetării fundamentale asupra fenomenelor cuantice.
Pentru restul sarcinilor, cele de zi cu zi sau chiar o parte dintre cele dificile, calculatoarele clasice rămân cea mai bună soluție. Sunt mai previzibile, greșesc mai rar și sunt mai robuste. Iar calculatoarele cuantice, oricât de promițătoare, nu sunt încă pe deplin puse la punct.
