Kvantni računalniki so stroji, ki delujejo v posebnih pogojih. Ohladiti jih je treba skoraj na absolutno ničlo. Zelo zahtevni pogoji delovanja omejujejo njihov razvoj, kljub temu pa je v zadnjih letih prišlo do velikega napredka. IBM je lani predstavil prvi komercialni kvantni računalnik.
Kvantni računalniki delujejo popolnoma drugače kot navadni računalniki. Navadni računalniki imajo v procesorju tranzistorje. To so električna stikala, ki imajo vrednost 0 ali 1, to predstavlja bit – osnovno enoto za merjenje informacij. V računalniških mikroprocesorjih imamo danes na milijarde tranzistorjev. Ti so manjši z vsako generacijo procesorjev. Trenutno so veliki 7 nanometrov. Kako majhne tranzistorje bomo še lahko izdelovali? Meja za velikost tranzistorjev je premer atoma, ki znaša 0,1 do 0,5 nanometra. Zaradi te omejitve so začeli strokovnjaki na področju matematike in fizike iskati dolgoročno rešitev tega problema. Vprašali so se, kako bi v en bit shranili več kot le eno informacijo. Rešitev so začeli iskati v zelo kompleksnem področju fizike – kvantni mehaniki. Prišli so do ugotovitve, da bi osnoven princip delovanja tranzistorja med 0 in 1 zamenjali s kvantnim sistemom. Tukaj se pokaže prednost kvantnih računalnikov, ki informacije hranijo v kvantnih bitih ali kubitih.
Računska moč kvantnih računalnikov se s številom kubitov veča eksponentno. Tako bi lahko problem, ki bi ga najboljši superračunalnik na svetu reševal 10.000 let, rešili v dobrih treh minutah. Google je 23. oktobra 2019 naznanil, da so njegovi strokovnjaki uspeli doseči prelomnico v razvoju kvantnih računalnikov. Trdijo, da so dosegli kvantno prevlado. Kvantna prevlada pomeni, da obstaja tak kvantni računalnik, ki problem reši hitreje kot najboljši superračunalnik na svetu. Glede kvantne prevlade podjetja Google obstajajo med znanstveniki deljena mnenja. Njihov največji konkurent na tem področju – IBM trdi, da kvantne prevlade sploh niso dosegli. IBM je sicer lani razvil prvi komercialni kvantni računalnik, vendar je sistem teh računalnikov tako zapleten, da jih znajo uporabljati samo nekateri laboratoriji in izobraževalne ustanove.
Ameriška vojska je v letih 2017 in 2018 v razvoj tega področja vložila 450 milijonov dolarjev, ameriški in kitajski privatni investitorji so v to področje v zadnjih letih investirali milijarde. Tudi EU se je odločila, da bo v naslednjih 10 letih v razvoj kvantnih računalnikov vložila več kot milijardo evrov. Glede na to, da se za to področje zanima tudi vojska, lahko sklepamo, da imajo kvantni računalniki velik potencial. Razvijalci obljubljajo, da bodo kvantni računalniki 1000-krat hitrejši od klasičnih računalnikov, pri tem pa naj bi porabili od 100- do 1000-krat manj električne energije. Kljub temu bo do njihove uporabe v širši javnosti trajalo nekaj let, če ne nekaj desetletij.
J. R.