Что общего у кристалла времени, микроволны и бриллианта?
Зарождающаяся область квантовых вычислений может показаться слишком футуристичной, но, между прочим, она способна разрешить классически невозможные задачи: криптографические и коммуникационные протоколы, вычислительная физика и химия.
Как работают квантовые вычисления?
Когда обычные компьютеры и им подобные системы используют биты (0 или 1), квантовые содержат кубиты (0, 1 или 0 и 1 сразу). В сочетании с силами квантовой физики они могут обрабатывать невероятный объем информации, но заставить их правильно работать, как и битные компьютеры, может только язык программирования.
Программирование таких машин требуют понимания принципов квантовой запутанности. Когда 2 кубита запутаны, изменения в одном могут повлечь изменения в другом, даже когда они физически разделены. Это называется явлением "призрачного действия". Это позволяет открыть еще более огромные мощности, но эта сила больше забирает, чем дает - отказ от запутанного кубита уничтожает данные другого, и весь абстрактный расчет компьютера ломается.
Ученые из Массачусетского технологического института по компьютерным наукам и искусственному интеллекту решили разобраться в этом вопросе, создав свой язык программирования - Twist. Он может описать и проверить, какие фрагменты данных запутаны в квантовой программе, а также обнаружить данные, сгенерированные как мусор, и безопасно удалить их.
Распутывание запутанности
Нельзя напрямую увидеть запутанность, а можно только ее результаты. Значит, стоит проанализировать их на модели - что и сделали ученые.
Пока что квантовые компьютеры почти не превосходят обычные, и их дурная слава по поводу в3лома систем шифрования пока не оправдана.
Планы на будущее
Вероятно, вскоре гигансткие золотые машины, представляющие собою весьма странное сочетание полупроводников, трубок и всевозможной электроники на пункте управления превратятся в маленькие, но производительные установки: первый электронный компьютер весил 30 тонн и занимал целую комнату, однако по вычислительной мощности уступал современному ПК весом в несколько килограммов в десятки раз.