Профессор Колумбийского университета Генри Юэн выступил с революционным предложением — пересмотреть базовые принципы вычислительной техники и перейти от традиционных битов к квантовым состояниям. По его мнению, действующая теория вычислительной сложности не справляется с квантовыми входными и выходными данными, что существенно ограничивает прогресс в этой области.
Классический подход основан на работе только с обычными компьютерами и битной системой 0 или 1, но квантовые задействуют кубиты, т. е. одновременно 0 и 1. Исследователь считает, что, если мы будем продолжать производить квантовые компьютеры по старым схемам, они никогда не раскроют свой потенциал. Это как водить машину будто наездник. Генри запустил масштабный проект по разработке новой полностью квантовой теории, которой не страшны привычные ограничения.
Главная проблема, на которую указывает ученый, заключается в том, что современная компьютерная наука все еще опирается на преобразование классических битов даже при работе с квантовыми системами. Для настоящего прорыва необходимо научиться оперировать данными, которые изначально существуют в виде квантовых состояний.
В процессе исследований команда Юэна сделала неожиданное открытие. Множество разрозненных на первый взгляд квантовых задач оказались тесно связаны между собой. Ключевым звеном стала теорема Ульмана о преобразовании квантовых состояний, которая неожиданно объединила такие различные области, как изучение излучения черных дыр и защищенные коммуникации. Эта взаимосвязь может стать основой для создания принципиально новых технологических решений.
Инновационные разработки Юэна способны радикально изменить подходы к квантовым вычислениям и шифрованию. В отличие от традиционных методов защиты информации, квантовые протоколы обеспечат безопасность даже при атаках с использованием сверхмощных компьютеров. Исследователи уже приступили к практической реализации теоретических наработок в лабораторных условиях.
Параллельно с работой команды Юэна схожие исследования ведутся в нескольких крупных научных центрах. Так, в Google Quantum AI Laboratory разрабатывают собственную архитектуру квантовых вычислений Sycamore, а китайские ученые из Университета науки и технологий создали квантовый компьютер Jiuzhang, основанный на принципах фотонных вычислений. IBM также активно развивает свою программу IBM Quantum.
Ранее мы разбирались, ошибаются ли квантовые компьютеры.