Рассказ о квантовых компьютерах: часть 2

Сейчас компьютеры исследуют многие ученые и крупные компании, такие как Google, IBM, Microsoft и другие. По их словам, если все же удастся создать квантовый компьютер, то это будет настоящий прорыв в истории человечества, сравнимый с открытием классических компьютеров.

Квантовый компьютер способен работать с разными физическими системами, имеющими два квантовых состояния, — т. е. ими могут быть атомы, ионы, фотоны или даже электроны. И если нынешние лидеры в этой области смогут сделать элементарные частицы носителями информации, то мы получим процессоры и компьютерную память нового поколения.

В отличие от обычного компьютера, квантовый рассчитан на выполнение параллельных вычислений, и этот параллелизм позволяет квантовым компьютерам выполнять одновременно миллионы вычислений, в то время как современные процессоры работают лишь с одним единственным. И если классический процессор за один такт изменяет последовательность из N нулей и единиц, то квантовый процессор изменяет набор из 2 в степени N вероятностей — в сущности, совершая экспоненциально больше работы.

Кроме того, квантовый компьютер использует метод запутывания, т. е. если приложить внешнюю силу к двум атомам, их можно «запутать» вместе таким образом, что один из атомов будет обладать свойствами другого. А в дальнейшем при изменении положения одного атома другой будет ему противоположен. Это поможет узнать значение кубита, не измеряя его непосредственно, что решит проблему, связанную с непроизвольным изменением положения квантовый частиц при измерении.

Собрав всю сказанную информацию из двух статей, мы уже можем вывести несколько проблем квантовых компьютеров:

1. Сложность квантового программирования. Google, IBM, D-Wave и Intel уже предоставили общественности некоторые инструменты для взаимодействия с квантовым компьютером, дабы завлечь больше людей в эту сферу.
2. Естественная база квантовых компьютеров. Если в обычном компьютере мы знаем, на чем строится вся система, то про квантовые компьютеры мы подобного сказать сейчас не можем.
3. Стабильность квантовых компьютеров. Любая вибрация может нарушить когерентность атомов, что приведет к бессмыслице и нарушению работы квантового компьютера.
4. Забывчивость кубитов из-за своей изначальной нестабильности. Сейчас 99% мощности квантового компьютера уходит на исправлении ошибок и только 1% на решение задач.

И в завершение хочется отметить, что сфера квантовых компьютеров идет по двум векторам развития:

1. Совершенствование аппаратной части.
2. Разработка новых подходов к программированию.

Автор: Павел Черняков

Источник: m.vk.com

Комментарии: