Прорыв в квантовом вычислении изменит мир

Квантовые компьютеры, несомненно, станут следующим шагом в развитии вычислительной технологии. Их создание и успешное применение изменит мир в самом широком смысле этого слова.

В прошедшей в Москве Международной конференции по квантовым технологиям, руководители лаборатории квантовой оптики в Гарвардском университете и учредители Российского квантового центра создали квантовый компьютер размером 51 кубит.

Сегодня еще существует неопределенность по поводу того, как и из каких материалов нужно делать квантовые компьютеры. Тем не менее, многие компании уже начинают вступать в конкурентную гонку, чтобы первыми создать рабочий квантовый компьютер.

Что такое квантовый компьютер? Это вычислительное устройство, которое использует явления квантовой суперпозиции и запутанности для обработки данных. Возможности таких технологий основаны на количестве кубитов в системе. Каждый добавленный кубит не просто умножает возможности обработки на один бит, а экспоненциально увеличивает его. Например, 4 бита могут находиться в одном из 16 положений, что позволяет использовать 16 вариантов, но только по одному и один раз. А 4 кубита могут быть во всех 16 положениях одновременно, и это число только растет экспоненциально с каждым добавленным кубитом. Или еще проще. Обычные биты принимают значение 0 или 1. А кубит может принимать значения 0,1, и 0 и 1 одновременно.

Есть например у нас обычный 4-х значный пароль. Обычный процессор будет его взламывать путем перебора цифр, начиная от 0000 и до 9999,9999. А в двоичной системе это можно представить как 14 символов (бит) - 10011100001111. А если у нас есть квантовый компьютер, то мы уже знаем взломанный пароль, так как одно из возможных состояний системы и есть нужный нам пароль. Задачи, на которые даже у супер-компьютеров уходит масса времени, на квантовых компьютерах можно решать за секунды.

Но не ясно одно. Сколько кубитов потребуется для того, чтобы построить эффективный квантовый компьютер.

В своем выступлении на конференции, исследователи заявили, что они собираются использовать свои технологии для запуска квантового алгоритма Шора (Shor's). Этот алгоритм способен разрушить любой вид шифрования данных. Это заставляет многих экспертов задуматься над применением квантовых компьютеров как инструмента против массового разрушения данных.

Многие физики, хотя и предполагают, что могут делать квантовые компьютеры, они точно не уверены на что будут способны эти будущие машины. Какими бы классными не были бы квантовые компьютеры, их невозможно эксплуатировать в домашних условиях. Ведь для того, чтобы кубит мог существовать в состоянии суперпозиции бесконечно, необходимы специфические условия: абсолютный вакуум, температура, близкая к нулю по Кельвину и полное отсутствие электромагнитного излучения. А дома такие условия создать не имеет смысла и практически невозможно, так как минимальное отклонение приведет к неверным вычислениям.

Но одно известно точно. А именно, при помощи квантовых компьютеров будущее будет таким, каким мы себе не представляем.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5a33dab257906ae5abea9c4d/proryv-v-kvantovom-vychislenii-izmenit-mir-5a3ecc238c8be3cc3fe234e7? 24.12.2017