Квантовый компьютер. Введение.

Квантовый компьютер. Введение.

Сейчас в компьютерных сетях находится много заявлений и сообщений о разработке и создании квантовых компьютеров, но ни один автор, включая "официально признаных у нас в стране ученых" не может внятно объяснить, принципы на которых они работают. Все разговоры пока сводятся только к тому, как быстро такие компьютеры будут работать и какие сложные задачи мы сможем при помощи них решить.

Поэтому я решил собрать всю доступную мне информацию на эту тему и самостоятельно разобраться, что это такое? На сколько сейчас это необходимо нашей стране? Чего мы лишимся, если не будем заниматься темой "квантовых компьютеров"? Сколько мы можем потратить на это всё средств, чтобы не пойти по миру? Нет ли сейчас других более перспективных путей повышения производительности компьютеров? И нельзя ли добиться того же более дешевым путем? Все,что мне удалось выяснить по этому поводу пока сводится к следующему:

- по мере роста вычислительной мощности современных компьютеров появляются все новые и новые задачи для решения которых требуются более мощные компьютеры, и этот процесс не имеет конца;

- классические компьютеры до недавних пор наращивали свои вычислителные возможности за счет миниатюризации своей элементной базы и распаралллеливания процесса вычислений. Сегодня очевидно, что процесс миниатюризации путем сокращения линейных размеров традиционной элементной базы классических компьютеров приближается к своему пределу;

- современные компьютеры работают на основе двоичной арифметики. А "0" , "1" и операции над ними моделируются при помощи транзисторов. Сейчас технология изготовления транзисторов дошла до того, что современный транзистор в СБИС грубо говоря состоит из нескольких атомов трех-четырех веществ. Конечно можно экспериментировать с веществами, но очевидно, что предел определяемый атомной структурой используемых материалов уже близок;

- поэтому возникла необходимость вывести миниатюризацию элементной базы компьютеров на субатомарный уровень. Но на этом уровне линейных размеров, моделирование классических транзисторов, при существующем уровне наших знаний, не возможно;

- поэтому потребовалось найти физические процессы, которые бы позволили на субатомарном уровне хранить "0","1" и совершать операции с ними;

- раздел физики, который занимается элементарной структурой вещества - называется атомной физикой. Атомная физика изучает строение атомов и элементарные частицы из которых они состоят. Поэтому в вопросе нахождения необходимых для развития ВТ процессов, ей как говорится и карты в руки;

- в процессе своего развития атомная физика не только изучала субатомарную структуру вещества, но и создавала теории взаимодействия элементарных частиц. Одной из таких теорий является квантовая теория взаимодействия элементарных частиц;

- обращаю ваше внимание на то, что в современной науке теориями называют гипотезы не нашедшие полного подтверждения, но не противоречащие открытым наукой фактам;

- квантовая теория не исключение. Она опирается на несколько недоказуемых предположений (постулатов), из которых вытекает адекватное описание исследуемых физических систем.

Вот сколько нам потребовалось "буков", чтобы выяснить, почему один из возможных типов компьютеров, следующего поколения называется "квантовым компьютером" для того, чтобы понять, как он должен и может работать "буков" потребуется на много больше. Если вы все поняли и не устали читать приглашаю вас в следующую тему.