Найти в Дзене
Школа Росинка

Кубитные компьютеры

Ой, какой непонятный термин - кубитные. Скорее всего, вы никогда его не слышали. Давайте разбираться. Первый кубитный (квантовый) компьютер был создан в 1998 году, после почти 30 лет исследований квантовых алгоритмов. Но что же такое квант? Объясняя сложно, это неделимая часть какой-либо величины в физике. А американский астрофизик Георгий Гамов объяснял это так: «природа разрешила либо пить целый литр пива сразу, либо вообще не пить ничего, не допуская промежуточных доз». Для изучения квантов и их
взаимодействия друг с другом была создана отдельная область механики - квантовая механика. Многие процессы и явления, которые она изучает, пока что не поддаются логическому объяснению. Одно из таких явлений и используется в кубитном (квантовом) компьютере. Оно называется квантовая суперпозиция и характеризуется тем, что частицы-переносчики взаимодействия 1 (условно говоря, частицы, отвечающие за тот или иной вид взаимодействия в микромире, некоторые из которых тоже называют квантами) н

Ой, какой непонятный термин - кубитные. Скорее всего, вы никогда его не слышали. Давайте разбираться.

Первый кубитный (квантовый) компьютер был создан в 1998 году, после почти 30 лет исследований квантовых алгоритмов. Но что же такое квант? Объясняя сложно, это неделимая часть какой-либо величины в физике. А американский астрофизик Георгий Гамов объяснял это так: «природа разрешила либо пить целый литр пива сразу, либо вообще не пить ничего, не допуская промежуточных доз». Для изучения квантов и их
взаимодействия друг с другом была создана отдельная область механики -
квантовая механика. Многие процессы и явления, которые она изучает, пока что не поддаются логическому объяснению. Одно из таких явлений и используется в кубитном (квантовом) компьютере. Оно называется квантовая суперпозиция и характеризуется тем, что частицы-переносчики взаимодействия 1 (условно говоря, частицы, отвечающие за тот или иной вид взаимодействия в микромире, некоторые из которых тоже называют квантами) находятся одновременно во всех состояниях, то есть заряжены и положительно, и отрицательно, и т.д. и т.п. При этом, при нарушении условий квантовой суперпозиции частица мгновенно, «выбирает» 2 одно конкретное состояние. Именно это уникальное явление позволило создать новый тип данных, благодаря которому появились квантовые компьютеры - кубит. Если обобщить все, что я сказал выше (и ещё немного добавить), то кубит - это обычный бит 3, который при определенных условиях содержит и 0, и 1, т.к. заряжен и положительно(1), и отрицательно(0). Это невероятно, ведь получается, что в квантовом компьютере частица-переносчик взаимодействия из реального мира становится переменной в алгоритме! Такие особенности позволили создать множество новых алгоритмов для квантовых компьютеров, которые, к слову, называются квантовые вентили. Один из примеров таких алгоритмов позволяет создать систему квантового моделирования (не спрашивайте, что это - это система моделирования объектов с помощью частиц-переносчиков взаимодействия).

Компания Intel представила рабочий 17-кубитный квантовый чип
Компания Intel представила рабочий 17-кубитный квантовый чип

Идея квантового моделирования была предложена и разработана ещё в 1982 году лауреатом Нобелевской премии Ричардом Фейнманом, ведь уже тогда существовали квантовые алгоритмы. Позже его идея была доработана Александром Кириенко. Данный метод позволяет смоделировать атом или даже систему атомов, показать все процессы, происходящие при их взаимодействии, и многое другое. Стоит чётко понимать, что все эти алгоритмы не работают при переходе на макромир, и это отлично доказывается мысленным экспериментом Шрёдингера (не имеет ничего общего со Шредингером) про живого и мёртвого кота одновременно. Но это уже тема для другой статьи.

-3

В общем и целом-кубитные (квантовые) компьютеры - это компьютеры, использующие принципы квантовой механики для некоторых вычислительных алгоритмов. Я уверен (и не я один), что если искусственный интеллект когда-нибудь будет создан, то оно будет основываться на квантовых алгоритмах.

Всего хорошего, не болейте и оставайтесь дома!

Примечания:

1. Эти частицы-бозоны, глюоны и другие позволяют объектам взаимодействовать друг с другом определённым образом. Например, бозон Хиггса переносит исключительно гравитационное взаимодействие.

2. Конечно, сама частица ничего не выбирает. Дело в том, что осуществить факт наблюдения за квантовыми частицами и процессами очень сложно, поэтому до наблюдения для нас частица находится во всех состояниях одновременно, ведь мы не знаем, в каком именно состоянии она находится.

3. Бит-наименьшая единица памяти, способная нести или 1, или 0.

1 байт = 8 бит.

Даниил Янбухтин