Кто — кого? Квантовый компьютер наступает на ПК

Квантовая информатика сегодня — область самых жарких споров. В то время, как одни ученые со страстью доказывают, что будущее за квантовыми компьютерами, занимаясь все новыми исследованиями, другие, напротив, указывают на недостатки и уверяют, что универсальные квантовые компьютеры существовать не могут.

Фото: Квантовый компьютер D-Wave 2X. Фото: Jordan Novet / VentureBeat

Так или иначе, но время современных ПК подходит к концу, скоро будет достигнут минимально возможный размер классического транзистора, и на этом прогресс остановится, пишет РИА "Новости".

Основа таких компьютеров — бит, который может изменяться в зависимости от напряжения полупроводникового транзистора: если оно больше некоторого значения, то состояние бита — логическая "1", а если меньше, то логический "0". Память компьютера представляет собой массив битов, а все вычисления — определенные операции, изменяющие состояния битов.

Принципиально другой методов расчетов на основе кубитов использует квантовый компьютер. В отличие от битов, кубиты могут находиться в двух логических состояниях одновременно. Вычислительная мощность квантовых компьютеров вырастает относительно классической транзисторной схемы за счет реализации большего числа операций в единицу времени.

Существует много вариантов технической основы для создания кубитов. Это и микроскопические сверхпроводящие кольца, и атомы, охлажденные до температуры в несколько кельвин, и ловушки на ионах.

Количество кубитов — это только одна характеристика квантового компьютера. Есть еще много других параметров: как долго могут существовать кубиты, насколько легко ими управлять, воспроизводятся ли результаты вычислений, можно ли масштабировать систему до больших размеров?

В Гарварде находится компьютер из 51 кубита. Он может решать только одну задачу — изучать конкретные явления в квантовой многочастичной модели. Для решения другой задачи придется существенно модифицировать его.

Максимальное число кубитов, из которого сделан репрограммируемый квантовый компьютер, способный решать разные задачи, пока равно 16. Создавшая его компания IBM заявила, что компьютер уже использовался для проведения 300 000 экспериментов с квантовыми вычислениями ее пользователями при помощи облачных сервисов.

Получается, что квантовый компьютер может работать, несмотря на уверения скептиков. При этом они могут решать задачи, демонстрируя ускорение, недоступное обычным ПК. Однако есть у них немало и слабых мест. К примеру, они слишком хрупкие и любое возмущение может из разрушить. Кроме того, под вопросом остается и достоверность расчетов, а чтобы проверить проделанную работу, надо собрать отдельные системы. И самое главное — квантовые компьютеры могут потерять информацию при разных квантовых состояниях.

Исследователи признают, что на данный момент квантовый компьютер не подходит для рядового пользователя. Да и оправдана ли будет цена квантовых компьютеров для домашнего пользования? Нужна ли будет его вычислительная мощность для просмотра фильмов и поддержки интернета?

Скорее всего, нынешние суперкомпьютеры в исследовательских лаборатория уступят место квантовым. Однако появятся ли они у нас дома — сказать сложно. Вероятнее всего, это будут некие гибриды гибриды квантовых и классических компьютеров, но как это будет точно, сейчас сказать не может никто.

Эксперты считают, что создание квантового компьютера разделит историю человечества на две эпохи: до и после. Возможности квантового компьютера не только приведут к колоссальному технологическому скачку, но и дадут ответы на фундаментальные вопросы. Так что это на самом деле технология будущего, которое приближается быстрее, чем кажется.

К слову, Россия имеет все возможность составить достойную конкуренцию самым технологически развитым странам в квантовой гонке.

Напомним, недавно стало известно о том, что в лаборатории Google создается самый мощный квантовый компьютер. Разработкой занимается ведущий технолог компании Джон Мартинис. Работу машины будет невозможно проверить при помощи обычных компьютеров.

По словам профессора, сейчас его команда трудится над созданием мощной вычислительной системы, но о практической пользе машины пока речь не идет. Сначала, говорит физик, ему бы хотелось решить задачу "квантового превосходства", доказав, что квантовые компьютеры действительно могут решать "нерешаемые" задачи.