Исследователи утверждают, что повернули время назад в квантовом компьютере. Между тем, большинство из нас все еще пытаются понять, что это вообще значит.
На протяжении десятилетий мы слышали о невероятном потенциале квантовых компьютеров. Теперь исследователи утверждают, что повернули время назад в квантовой машине. Эти устройства, которые в настоящее время существуют только в качестве прототипов, могут быть намного быстрее, чем любой современный компьютер. Но что такое квантовый компьютер?
В отличие от микросхем и схем, квантовые вычисления основаны на принципах квантовой механики. В частности, он опирается на так называемую квантовую запутанность или способность одной субатомной частицы влиять на другую субатомную частицу на некотором расстоянии. Влияние практически мгновенно, следовательно, потенциал для скорости вычислений.
По сути, квантовый компьютер рассчитывает все возможные результаты расчета одновременно.
Роберт Ф. Сервис пишет в Science, что квантовые компьютеры, как и обычные компьютеры, хранят информацию в виде нулей и единиц, известных как биты. Принцип квантовой механики, однако, заключается в том, что субатомные частицы существуют во всех возможных условиях или состояниях одновременно. Частица оседает только в состоянии, когда оно наблюдается. Поскольку частицы, передающие информацию, имеют несколько состояний одновременно, квантовые биты (кубиты) могут быть как частично 0, так и частично 1 одновременно. Эти странные гибридные биты могут в любое время принимать любое процентное значение от 0 до 1. По сути, квантовый компьютер рассчитывает все возможные результаты расчета одновременно. При такой мощности квантовому компьютеру не понадобится много бит, чтобы вычислить что-либо.
Осталось несколько проблем. С одной стороны, множественные состояния и запутанность между частицами хрупки, поэтому кубиты могут легко распасться в процессе, называемом декогеренция. Для защиты от декогеренции необходимы дополнительные кубиты в качестве резервной копии. По словам научного репортера Чарльза Чоя из ASEE Prism , физика квантовых вычислений хорошо понятна. Проблема заключается в создании машины, которая может манипулировать не только кубитами, но и множественными кубитами, соединенными сетями цепей, называемых квантовыми логическими элементами. Инженеры испробовали несколько различных подходов, включая использование лазеров, ионизированных частиц, захваченных магнитными полями, и сверхпроводников. Однако, несмотря на годы попыток, никто не создал квантовый компьютер, в котором кубиты продолжались дольше секунды или двух. Объединение кубитов или подключение их к обычному компьютеру, который может обрабатывать информацию в полезный вывод, также оказалось трудным.
Несмотря на технические проблемы, некоторые уверены, что работающий квантовый компьютер действительно станет реальностью. Однако, учитывая высокую стоимость и энергопотребление, маловероятно, что квантовые компьютеры скоро появятся на вашем рабочем столе.