В разработку квантовых компьютеров вкладываются крупнейшие страны, это очень дорогая и сложная система, которая к тому же дает лишь вероятностный результат.
Кубиты действительно позволяют работать с куда большим объемом данных, но где это можно применить?
Об этом мы расскажем в небольшой статье.
Моделирование химических и биологических процессов
Моделирование сложных систем – это всегда трудозатратные операции. Необходимо вычислить положение огромного числа элементов. Если речь идет о движении, взаимодействии атомов или молекул, то здесь могут быть бессильны даже суперкомпьютеры. Однако с квантовыми компьютерами такое моделирование станет быстрым и дешевым.
Это позволит открыть новые материалы и лекарства, моделировать молекулы ДНК и не только. В теории это откроет новые возможности в генной инженерии.
Оптимизационные процессы
Представьте, что у вас есть целый автопарк машин. Для каждой нужно выбрать такой маршрут по стране, чтобы заехать во все места и потратить как можно меньше топлива. Обычные компьютеры будут решать эту задачу перебором и очень долго, после которого смогут выбрать оптимальные маршруты. Квантовые – практически моментально.
Это касается не только логистики, но и энергетики. Эффективное распределение электрической энергии по стране – одна из ключевых задач.
Криптография
Многие наверняка слышали, что квантовые компьютеры с легкостью смогут взломать некоторые существующие алгоритмы шифрования, например RSA. Все дело в том, что эти алгоритмы используют вычислительную сложность задачи факторизации – разложения большого числа на произведение простых множителей. Чтобы взломать шифр, не зная приватного (секретного) ключа, необходимо уметь раскладывать большие числа на простые множители.
Классические компьютеры способны решить такую задачу, но на это требуется настолько много времени, что полученный ответ уже будет не актуален. С квантовыми компьютерами это возможно, но потребуется достаточно много кубитов. Например, для взлома RSA-2048 в теории понадобится больше 4000 кубитов. Пока квантовые компьютеры таких высот не достигли.
Прогнозирование
В финансовом секторе это открывает дополнительные возможности для инвесторов и не только. Прогнозирование рынка также требует учета огромного числа переменных, на просчет которых у классических компьютеров уйдет слишком много времени.
Другая сфера применения – прогнозы погоды. Главный экономист NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований) Родни Вейер утверждает, что около трети от объема ВВП США прямо или косвенно зависит от погодных условий. Существующие модели — достаточно упрощенные, из-за чего и прогнозы получаются относительно общими для больших территорий. Квантовые компьютеры смогут учитывать больше переменных, что позволит определять точную скорость ветра, влажность и температуру буквально для каждого квадратного метра.
Глобальные модели можно будет просчитывать с точностью локальных.
