Еще в прошлом веке уже ставшие классическими компьютеры были чем-то невероятным; совсем недавно появились смартфоны, которые тоже до своего появления казались чуть ли не мистическими. Теперь же ученый мир постоянно разговаривает о квантовых компьютерах, говоря, что это технологии будущего, которые совершенно изменят наши представления о ныне существующих процессах в электронном мире. Однако на данный момент такой запутанный и таинственный квантовый мир, который невозможно увидеть и почувствовать, вряд ли является для всех понятным.
Наверное, многие уже слышали о том, что в этом направлении активно работают такие глобальные компании как IBM, Google и т.д., мотивируя свою заинтересованность тем, что системы, построенные на законах квантовой физики, обеспечат возможность параллельных вычислений, в несколько раз повышающих вычислительную мощность устройств. Но что позволяет квантовым компьютерам превосходить своих собратьев?
Еще одно необычное свойство — это квантовая запутанность. При определенных условиях два кубита могут связаться между собой так, что они всегда будут находиться в одном состоянии, то есть то, что происходит с одним, произойдет и с другим. Это явление называют также и квантовой телепортацией.
Представленная выше машина — шаг к постепенному введению квантовых компьютеров в общество. Но на самом деле есть несколько причин, почему квантовый компьютер еще не заменил обычный. Во-первых, манипуляции с кубитами представляют сложную инженерную задачу, для реализации которой используется среда с охлаждением до температуры около абсолютного нуля. Во-вторых, квантовые компьютеры очень чувствительны к помехам и воздействиям окружающей среды, что заставляет их квантовое состояние исчезать. Даже при соблюденных мерах шум может просочиться в расчеты. В-третьих, распространение квантовых компьютеров произойдет не раньше того, как научное сообщество понятным языком сформулирует законы квантового мира и овладеет навыками его управления.
А что об этом думаете вы? Поделитесь своим мнением в комментариях.
Наверное, многие уже слышали о том, что в этом направлении активно работают такие глобальные компании как IBM, Google и т.д., мотивируя свою заинтересованность тем, что системы, построенные на законах квантовой физики, обеспечат возможность параллельных вычислений, в несколько раз повышающих вычислительную мощность устройств. Но что позволяет квантовым компьютерам превосходить своих собратьев?
Кубиты вместо битов
Если классический компьютер оперирует битами, принимающими значения 0 или 1, то квантовый компьютер оперирует кубитами, имеющими значения одновременно и 0, и 1, — с этого и начинаются все странности мира квантов. Это преимущество позволяет обрабатывать все возможные состояния одновременно, что не требует огромных вычислительных мощностей и объемов оперативной памяти, так как для расчета 100 частиц необходимо всего лишь 100 кубитов, а не триллион триллионов бит. Казалось бы, что еще остается желать? Оказывается, и это еще не все: кубитам, обитающим в другой реальности, присущи удивительные квантовые свойства.Квантовая суперпозиция и запутанность
Как уже было сказано, кубиты одновременно могут принимать два значения (1 и 0) — такое состояние называется суперпозицией. Например, если взять две коробки, то электрон может находиться как в одной, так и в другой коробке, но кроме того — в состоянии суперпозиции — в двух коробках одновременно. Чтобы это достичь, ученые используют калибровочные микроволновые импульсы. Благодаря этому кубит может представить гораздо больше информации, чем обычный двоичный бит.Еще одно необычное свойство — это квантовая запутанность. При определенных условиях два кубита могут связаться между собой так, что они всегда будут находиться в одном состоянии, то есть то, что происходит с одним, произойдет и с другим. Это явление называют также и квантовой телепортацией.
И почему же это удивительное открытие все еще не приходит в наш мир?
В начале этого года в рамках IBM Q была показана 20-кубитная System One — машина, никак не похожая на компьютер (см. ниже), которая стала первой универсальной системой квантовых вычислений для коммерческого использования. На картинке он может показаться достаточно небольшим, но на самом деле его высота выше человеческого роста, что, конечно же, препятствует свободному распространению таких устройств.Представленная выше машина — шаг к постепенному введению квантовых компьютеров в общество. Но на самом деле есть несколько причин, почему квантовый компьютер еще не заменил обычный. Во-первых, манипуляции с кубитами представляют сложную инженерную задачу, для реализации которой используется среда с охлаждением до температуры около абсолютного нуля. Во-вторых, квантовые компьютеры очень чувствительны к помехам и воздействиям окружающей среды, что заставляет их квантовое состояние исчезать. Даже при соблюденных мерах шум может просочиться в расчеты. В-третьих, распространение квантовых компьютеров произойдет не раньше того, как научное сообщество понятным языком сформулирует законы квантового мира и овладеет навыками его управления.
А что об этом думаете вы? Поделитесь своим мнением в комментариях.
