Квантовый компьютер
Completion requirements
Ожидается, что с помощью квантовых вычислений можно будет создавать модели городов и даже галактик,
оптимизировать транспортные потоки, моделировать молекулы ДНК и новые материалы, делать финансовые
прогнозы. Среди наиболее перспективных направлений — дешифровка и квантовая криптография, а также точная
навигация, не требующая использования GPS. (автор: Заур Мамедьяров)
Ожидается, что с помощью квантовых вычислений можно будет создавать модели городов и даже галактик,
оптимизировать транспортные потоки, моделировать молекулы ДНК и новые материалы, делать финансовые
прогнозы. Среди наиболее перспективных направлений — дешифровка и квантовая криптография, а также точная
навигация, не требующая использования GPS. (автор: Заур Мамедьяров)5. Кубиты. Квантовая запутанность. Зацепленность
Квантовые компьютеры принципиально отличаются от традиционных ПК. Привычные нам компьютеры используют
для хранения информации биты — поток электрических или оптических импульсов, представляющих значения 1 или
0. В основе же квантовых компьютеров лежат квантовые биты — кубиты.
В отличие от обычных битов, для которых возможны только состояния 1 или 0, кубиты могут находиться еще и в
суперпозиции — наложении этих состояний.
Чтобы поставить кубиты в состояние суперпозиции, исследователи используют точные лазеры и микроволновые лучи. Еще одно важное свойство кубитов — квантовая запутанность, или зацепленность. При этом явлении два или более объекта находятся в одном квантовом состоянии, и изменение состояния одного кубита мгновенно изменит состояние и другого, даже если их разделяет большое расстояние. Благодаря суперпозиции и квантовой зацепленности группа кубитов может обеспечить существенно большую вычислительную мощность, чем то же количество обычных бинарных битов.
Однако у кубитов есть еще одно свойство, из-за которого квантовые компьютеры значительно больше подвержены ошибкам, чем обычные ПК. Это декогеренция — взаимодействие кубитов с окружающей средой, которое приводит к тому, что они перестают проявлять квантовое поведение. Квантовое состояние кубитов крайне неустойчиво: малейшая вибрация или шум могут привести к тому, что кубиты выйдут из суперпозиции до того, как закончат выполнение вычисления. Сейчас исследователи квантовых технологий работают над тем, чтобы защитить кубиты от внешнего воздействия, — для этого их помещают в суперохлаждаемые холодильники и вакуумные камеры.
Чтобы поставить кубиты в состояние суперпозиции, исследователи используют точные лазеры и микроволновые лучи. Еще одно важное свойство кубитов — квантовая запутанность, или зацепленность. При этом явлении два или более объекта находятся в одном квантовом состоянии, и изменение состояния одного кубита мгновенно изменит состояние и другого, даже если их разделяет большое расстояние. Благодаря суперпозиции и квантовой зацепленности группа кубитов может обеспечить существенно большую вычислительную мощность, чем то же количество обычных бинарных битов.
Однако у кубитов есть еще одно свойство, из-за которого квантовые компьютеры значительно больше подвержены ошибкам, чем обычные ПК. Это декогеренция — взаимодействие кубитов с окружающей средой, которое приводит к тому, что они перестают проявлять квантовое поведение. Квантовое состояние кубитов крайне неустойчиво: малейшая вибрация или шум могут привести к тому, что кубиты выйдут из суперпозиции до того, как закончат выполнение вычисления. Сейчас исследователи квантовых технологий работают над тем, чтобы защитить кубиты от внешнего воздействия, — для этого их помещают в суперохлаждаемые холодильники и вакуумные камеры.