Новые квантовые компьютерные системы не потребуют чрезвычайно низких температур
Исследователи подтвердили, что будущие квантовые компьютерные системы не будут требовать чрезвычайно низких температур для функционирования, и это может стать реальностью уже через десятилетие. Таким образом, еще одно препятствие для поддержания квантовых вычислений было преодолено.
Квантовые вычисления основаны на своеобразных принципах квантовой механики, которые не только позволяют существовать частице в двух состояниях одновременно — что известно как «суперпозиция», но также и свойственны для двух частиц на расстоянии, чтобы мгновенно влиять друг на друга, — так называемое «запутывание», и в настоящее время используются, чтобы вывести сложнейшие вычисления на новый уровень без использования сверхнизких температур.
Создание квантовых компьютеров вызвано необходимостью применения более мощной вычислительной техники, чем имеющиеся суперкомпьютеры. Появление таких мощных машин может позволить выполнять очень сложные вычисления, которые ранее были невозможны, в частности как целочисленная факторизация (которая лежит в основе шифрования RSA), значительно быстрее, чем классические компьютеры. В квантовом компьютере основной единицей памяти является кубит (квантовый бит), в то время как классические компьютеры кодируют информацию в двоичных битах, которые могут быть равны 0 или 1. Следовательно, квантовые компьютеры способны обрабатывать экспоненциально больше данных по сравнению с классическими компьютерами, что означает, что они могут значительно превзойти даже лучшие существующие суперкомпьютеры.
Поколение квантовых компьютеров способно сделать вычисления, используя суперпозицию и запутанность для достижения экспоненциальной мощности: если один кубит может находиться в двух состояниях, два кубита могут находиться в четырех состояниях, три кубита в восьми состояниях и так далее. К тому времени, когда удастся достигнуть 250 взаимодействующих кубитов, это обеспечит эквивалентную вычислительную мощность 1080 классических битов — это больше, чем атомов во вселенной. Эти ошеломляющие цифры показывают потенциальную возможность новой вычислительной техники. Прогресс в последние годы был достаточно быстрым — удалось перейти от машин с пятью кубитами к 20, 50, и совсем недавно Google объявил о машине общего назначения с 72 кубитами.
Продолжение статьи читайте в июньском номере журнала "Наука и техника" за 2020 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой
