Здравствуйте с вами канал ТОП 5.
Люди, которые хотя бы немного знакомы с квантовой механикой считает эту область очень странной поскольку она иногда озадачивает даже опытных учёных. На квантовом уровне происходят явления, которые нарушают законы физики макромира. Но благодаря такой особенности, у нас появляется возможность для создания невероятных технологий.
Квантовая механика уже однажды полностью изменила наш мир. Простое понимание квантовой физики твердых тел, привело к появлению транзистора на котором сегодня основана вся электроника. Благодаря чему у вас сегодня есть возможность иметь смартфоны, компьютеры, планшеты и так далее.
Так вот теперь только вдумайтесь, если всего лишь базовое понимание квантовой механики в корне изменило наш мир, то что будет если мы начнем манипулировать отдельными квантовыми
Объектами, квантовыми состояниями. За последние годы на исследование, разработку квантовых технологий различные корпорации, государства, потратили очень много денег и ресурсов.
Один только Китай, в 2015 году вложил более ста миллиардов долларов в эту сферу. В результате ему удалось создать и вывести на орбиту первый в мире спутник квантовой связи, которую невозможно взломать, и квантовый радар. Теперь же эта страна нацелилась на создание полноценного квантового компьютера. Это вычислительное устройство, которое для передачи и обработки данных использует такие аномальные явления микромира как квантовая суперпозиция и квантовая запутанность.
Насколько же мощным будет квантовый компьютер?
Президент китайской академии наук Бай Чун Ли, пояснил что набор уравнений, который самый мощный на сегодняшний день суперкомпьютер сможет решить за сто лет, квантовый решит за сотую долю секунды.
Только подумайте, сто лет против одной доли секунды. Это довольно существенный прирост производительности. Понимая перспективы таких вычислительных машин, многие страны и IT гиганты вступили в квантовую гонку. Победитель в которой, может получить невероятное превосходство над всеми конкурентами, как в политике, так и в финансах безопасности и многих других сферах.
Преимущество квантовых вычислений можно получить уже сейчас. Сегодня на рынке существуют различные дорогие узкоспециализированные псевдо квантовые компьютеры. А вот появление полноценных универсальных, полностью функциональных квантовых вычислительных машин по мнению ученых ожидается примерно через 10 лет. И хотя они тоже будут выполнять только узко специализированные задачи, этого вполне хватит чтобы в корне изменить весь мир.
Сейчас я вам расскажу какие удивительные вещи нас ждут с приходом повсеместных квантовых технологий.
Начнем с производства лекарств. Сегодня для того чтобы вывести один лечебный препарат на рынок, требуются долгие тестирования на животных, а потом на людях. Весь процесс занимает около 10 лет, и порой обходится в миллиарды долларов. Приход квантовых вычислений может полностью изменить нынешнее положение дел. С организмом столь сложным, как человеческое тело, существует бесчисленное множество способов, которыми лекарство может реагировать на
окружающую среду. И только квантовый компьютер сможет прочитать каждый возможный сценарий. С помощью этой чудо машины, мы смогли бы стимулировать формирование молекул, что слишком сложно дается современным компьютерам. Это привело бы к революции в сфере фармацевтики, поскольку мы могли бы предсказывать что именно будет происходить с лекарством в теле человека, не проводя практических экспериментов. Животные наконец перестанут страдать из-за опытов, а мы сможем не только сократить время разработки и выпуска новых лекарственных средств с 10 лет до считанных дней, но и значительно удешевить и улучшить препарат. Появится возможность гораздо лучше понять, как функционирует жизнь в целом. И сегодняшние неизлечимые болезни уйдут в прошлое, фактически у нас появится таблетка от всех болезней и возможно даже от старости.
А каким потрясением это приведет во всем мире, думаю даже и рассказывать не стоит.
Далее у нас идет безграничный взлом. Та страна или корпорация, которая первая создаст полноценный квантовый компьютер, сможет легко и просто взломать весь мир. Самые сложные криптографические методы, которые сегодня обеспечиваются относительно примитивными машинами, квантовый компьютер сможет взламывать за секунды.
Способность квантовой вычислительной машины находить закономерности в гигантских наборах данных с огромной скоростью, позволит ей рассчитывать огромные числа, в то время как обычные
компьютеры будут перебирать их по одному за раз.
Понимая всю опасность таких технологий, некоторые фирмы уже сегодня изучают новые методы шифрования, и тут мы плавно переходим к следующему пункту.
Помимо безграничных возможностей взлома, квантовые технологии нам одновременно подарят практически не взламываемые методы кибербезопасности. Резко увеличившаяся вычислительная скорость, позволит противостоять даже самым изощренным методам. Квантовые компьютеры смогут предугадывать шаги хакеров в миллионах или миллиардах возможных итерациях. Используя квантовые явления, можно спроектировать и создать физически не взламываемые каналы связи. Это уже на сегодняшний день реализовано, теперь ждем повсеместного внедрения.
Следующее изобретение, которое нам подарит квантовая механика — это очень точные атомные часы и квантовые датчики. Благодаря чему ряд технологий в число которых входят геопозиционирование, коммуникации, выйдут на совершенно новый уровень.
Квантовая физика позволяет на основе одного атома сделать настолько точный хронометр, что его погрешность в течение всей жизни вселенной составит несколько секунд. И если сегодня системой геопозиционирования определяет местонахождение объекта в пределах нескольких метров, то теперь станут определять в пределах нанометров. Точно настроенное обнаружение поможет в идентификации и удалении подземных объектов.
Отслеживание подводных лодок намного ниже поверхности океана и много чего еще. Сверхточные детекторы объектов смогут чувствовать мельчайшие изменения в гравитации, магнитных полях, электрических полях, движений, силе, температуре, и других явлений, которые в природе колеблются в присутствии вещества. Благодаря квантовым датчикам, мы сможем измерить и точно понять, как работают отдельные клетки нашего организма, что поможет лечить самые разные заболевания.
Мы сможем просканировать нейроны мозга и понять, как они между собой взаимодействуют. Что откроет потенциал для прорыва во многих сферах, начиная от создания полноценного искусственного интеллекта, заканчивая резервным копированием мозга. Квантовые компьютеры, тоже внесут огромный вклад в эти области.
Доктор Кен Хейсворд невролог, который картирует мышиный мозг, считает, что составление визуализации полноценного мозга мухи займет примерно один, два года. Но та же идея сопоставления всего человеческого мозга будет просто невыполнима без квантовых вычислений.
Далее у нас идут материаловедения и инженерия. Квантовые расчеты лучше всего подходят для открытий на атомном уровне. Как уже было сказано, невероятная быстрота квантовых компьютеров позволит использовать сложные модели, которые будут отображать, как молекулы собираются и кристаллизуются. Ученые смогут имитировать и анализировать атомные взаимодействия с невероятной точностью, что в свою очередь приведет к созданию совершенно новых и более эффективных материалов без проб и ошибок.
Это означает, что мы сможем найти и создать лучшие сверхпроводники, более мощные магниты, лучшие источники энергии, и многое, многое другое.
Все что было перечислено в этой статье, лишь верхушка айсберга. Если честно мы пока не знаем даже одного процента возможностей квантовых вычислений и сопряженных с ними изобретений. Ученые считают, что первые большие прорывы мы увидим через 5-10 лет после появления полноценных универсальных квантовых компьютеров. В общем одно известно точно, нас ждет настоящая техническая революция.
