Век кремния в вычислительной технике подходит к концу, наращивать производительность традиционными методами становится все сложнее. Решением может послужить квантовый компьютер, который работает... А как он работает? На самом деле, я трижды умер, пока изучал принципы работы квантовых компьютеров, так что надо бы рассказать это все простым языком...
Компьютер - квантовый, логика - кубитовая
В обычном компьютере для проведения операций используются транзисторы - системы из транзисторов, которые в определенный момент принимают нужное положение (0 или 1), так они могут решать логические задачи, навроде and/or/xor и так далее, на чем и строится вся логика современного компьютера.
В квантовом компьютере - кубит - по сути, то же самое - компьютер также оперирует and/or/xor и подобными, однако не при помощи транзисторов, а при помощи кубитов - они также могут принимать состояние "0" или "1", но есть нюанс...
Суперпозиция - наша сила!
Есть такое явление - суперпозиция. Вы наверняка слышали про кота Шредингера, который одновременно и жив, и мертв: тут то же самое. Пока мы не пронаблюдаем за кубитом, он может одновременно быть и нулем, и единицей. Это значит, что пока кубит находится в состоянии суперпозиции, мы можем выполнять логические операции над всеми его состояниями одновременно.
Вот оно - главное отличие квантового компьютера от обычного. Обычный транзистор принимает только одно положение (ноль или единица), кубит же может быть и нулем, и единицей одновременно. Соответственно, и операции над группой кубитов вычисляются сразу над всеми возможными ее значениями.
Кроме того, есть такая штука - квантовая запутанность. Несколько частиц могут быть связаны даже на большом расстоянии друг от друга, при этом изменение одной частицы повлечет изменение состояния других частиц мгновенно, вне зависимости от расстояния между ними. В традиционном процессоре есть ограничение на площадь кристалла из-за ограниченной скорости перемещения электрического тока и поля.
Из чего состоит квантовый компьютер?
Сборка квантового компьютера в ДНС за 150К челлендж... Ладно, глупая шутка. Вот умная:
В дверь кто-то вежливо постучал ногой.
- Безруков! - догадался Штирлиц.
Всем, кто хочет сделать себе квантовый ПК, придется для начала озаботиться достаточно мощным холодильником, который сможет поддерживать температуру в 0.01К (-273,14 градусов цельсия). Помимо этого нужен достаточно мощный источник энергии, и в общем традиционных "процессоров", "видеокарт" в привычном понимании тут нет.
Собственно, большая часть защит, которые придают квантовому компьютеру вот такой вид:
Нужна просто для его нормального функционирования. Сам по себе квантовый процессор выглядит вот так:
Для обработки сигнала (аналогового) в конструкции есть конвертер, который переводит аналоговый сигнал в цифровой, ну а полученные данные собираются и анализируются уже на обычном компьютере.
Собственно, квантовый компьютер для широкого потребителя - это далеко не близкая перспектива, зато такие штуки помогут быстрее решать определенные задачи, ради чего и создаются. Мы же так и останемся "на транзисторах".
Если было интересно - не забудь поставить лайк и подписаться на канал. Скоро увидимся! Новости, потешные картинки и обзоры техники заморской теперь есть ВК!
