Создание квантового компьютера обещает настоящую революцию, причём не только в вычислениях, но и в реальной жизни. Мощность искусственного интеллекта возрастёт на порядки.
Журнал TIME поместил на обложку февральского номера квантовый компьютер D-wave с надписью:
«Он обещает решить некоторые самые сложные проблемы человечества. Его поддерживают Джефф Безос, NASA и ЦРУ.
Каждый стоит по 10 миллионов долларов и работает при температуре 273 градуса ниже нуля. При этом никто не знает, как он работает».
Работа квантового компьютера основывается на принципах квантовой механики, которая изучает поведение квантовых систем и ее элементов. Квантовая частица может находиться на двух позициях, состояниях одновременно, что противоречит теории относительности.
Современные процессоры построены на базе транзисторов, полупроводниковых элементов, которые могут пропускать, либо не пропускать электрический ток и которые используют для обработки информации бинарный код. Иначе говоря, выдавать два значения 0 и 1. Изменения этих состояний можно легко контролировать: объекты могут либо находиться в конкретном месте, либо — не находиться. Это позволяет физические объекты внешнего мира перенести в виртуальный с помощью сложных комбинаций битов.
Компьютеры, использующие электрические схемы, имеют ограниченные возможности в решении задач, которые встают перед человечеством.
Квантовый компьютер вместо битов будет использовать кубиты ‒ квантовые биты.
В отличие от обычного бита он находится в состоянии квантовой суперпозиции, то есть имеет значение и 0, и 1, и любые их сочетания в любой момент времени. Если в системе находится несколько кубитов, то изменение одного также влечет за собой изменение всех остальных кубитов.
Современный процессор с его бинарными вычислениями просчитывает варианты последовательно: один сценарий, другой и т.д. В квантовом компьютере это все делается параллельно. Поэтому квантовые компьютеры будут в миллионы раз мощнее нынешних.
Уже сегодня лазеры, томографы и сверхчувствительные микроскопы базируются на применении квантовых технологий. Большие группы квантовых частиц или волн создают массовые эффекты для отдельных частиц, а не какого-то их количества в целом.
Microsoft основательно занимается разработкой квантовых компьютеров с 2007 года. Информация о достижениях в этой области появляется регулярно, хотя нельзя сказать, что они глобальные.
Компания D-Wawe, с которой активно сотрудничает Google и NASA, заявляет, что создала процессор с 84 кубитами, но критики, проанализировавшие его сообщили, что он работает как классический.
В марте 2018 года последним по времени прорывом стало создание процессора Bristlecone в недрах Google. Компания заявила, что смогла построить 72-кубитный процессор. Однако считается, что для достижения «квантового превосходства», когда квантовый компьютер начинает превосходить обычный, достаточно 49 кубитов. Google удалось выполнить это условие, но уровень ошибок в 0,6% пока выше требуемого в 0,5%.
Добиться квантового состояния можно только у частиц. Кубит не построишь из нескольких атомов, как транзистор. Пока эта проблема до конца не решена.
Квантовые компьютеры остаются экспериментальными. По прогнозу исследователей компании Cisco Systems, полноценный рабочий квантовый компьютер появится к середине следующего десятилетия, и будет по мощности сравним с человеческим мозгом.
Создавая квантовый компьютер, учёные одной из главных задач ставят возможность совершать вычисления и работать с большим объемом данных, оптимизировать множество процессов: от медицины и до машиностроения.
Появится возможность более качественно диагностировать на ранних стадиях то или иное заболевание, или изготавливать более сложные приборы. Ученые сходятся во мнении: создание данного компьютера будет настоящим прорывом в истории человечества.
В статье использованы материалы:
https://habr.com/ru/company/ua-hosting/blog/377533/
https://xdrv.ru/articles/technologies/454/full