Учёные заявляют о реверсе времени на квантовом компьютере, но многим остаётся непонятно, как это работает.
В течение многих лет говорят об огромном потенциале квантовых компьютеров. Сейчас исследователи заявляют о возможности возврата времени на квантовом устройстве. Эти устройства, пока существующие лишь как прототипы, могут быть значительно быстрее любых современных компьютеров. Но что такое квантовый компьютер?
Квантовые вычисления отличаются от микросхем и схем тем, что построены на принципах квантовой механики. В основе их работы лежит квантовая запутанность — способность одной субатомной частицы влиять на другую, находящуюся на определенном расстоянии. Влияние происходит практически мгновенно, что открывает огромный потенциал для ускорения вычислений.
Квантовый компьютер обрабатывает сразу все варианты результата вычисления.
Роберт Ф. Сервис в журнале Science пишет, что квантовые компьютеры, как и обычные, хранят информацию в виде нулей и единиц, называемых битами. Квантовая механика гласит, что субатомные частицы существуют во всех возможных состояниях одновременно. Частица принимает определённое состояние лишь при наблюдении. Поскольку частицы, передающие информацию, имеют несколько состояний одновременно, квантовые биты (кубиты) могут быть как частично 0, так и частично 1 одновременно. Эти гибридные биты в любое время могут принимать любое значение от 0 до 1. В результате квантовый компьютер рассчитывает все возможные результаты расчёта сразу. Такая мощь позволяет квантовому компьютеру вычислить что-либо с помощью небольшого количества бит.
Несколько задач остаются.
Многочисленные состояния и запутанность между частицами хрупкие, поэтому кубиты могут легко разрушаться в процессе декогеренции. Защита от декогеренции требует дополнительных кубитов как резервной копии.
По мнению научного репортера Чарльза Чоя из ASEE Prism , физика квантовых вычислений понятна. Сложность состоит в создании машины, способной манипулировать не только кубитами, но и множеством кубитов, соединенных сетями цепей, называемых квантовыми логическими элементами.
Инженеры экспериментировали с различными подходами, включая использование лазеров, ионизированных частиц, захваченных магнитными полями, и сверхпроводников. Несмотря на годы попыток, никто не создал квантовый компьютер, в котором кубиты сохранялись бы дольше секунды или двух. Объединение кубитов или подключение их к обычному компьютеру для полезного вывода информации также оказалось сложной задачей.
Технические трудности не останавливают веру некоторых в создание работоспособного квантового компьютера. В связи с высокой стоимостью и потребляемой энергией появление квантовых компьютеров на рабочих столах маловероятно.