Что такое квантовый компьютер?
Квантовые технологии это не новость, в нашем мире они известны уже давно. Их применение можно подразделить на две части, так называемые революции. Одна из них произошла ещё в середине прошлого века и привела к созданию ядерного оружия, ядерной энергетики и полупроводниковой электроники. Вторая кавантовый компьютер.
Квантовый компьютер
Вычислительная мощность обычного компьютера уступает квантовым во много миллионов раз. Как возможно получить такое безумное ускорение? Где взять такую мощность?
Квантовые технологии это не новость, ибо в нашем мире они известны уже давно. Их применение можно подразделить на две части, так называемые революции. Одна из них произошла ещё в середине прошлого века и привела к созданию ядерного оружия, ядерной энергетики и полупроводниковой электроники. А успешная квантовая телепортация и изобретение квантового компьютера относят к периоду второй революции, которая происходит в наше время.
Чем же привлекли внимание к себе квантовые компьютеры, что ученые так ухватились за идею их создания? Как устроены они?
Квантовому компьютеру второстепенны видеокарты, жёсткий диск, процессор и прочие комплектующие. Вся суть в том, как устроена память. В ней квантовые частицы способны мгновенно справляться с большой загруженностью и совершать сразу огромные вычисления, что и делает компьютер настолько мощным. То есть он умеет мгновенно совершать вычисления с большим объёмом данных. В 100 млн. раз быстрее, чем обычный компьютер. Причина, почему они такие мощные, лежит в принципе их работы. Если в обычных машинах используются биты 0 и 1, то в квантовых аналогах им на смену приходят квантовые биты — кубиты. Фактически это наименьшая часть для хранения материала в квантовом компьютере. Квантовые компьютеры рассчитываются на отдельных атомах, а вместо двоичной системы 0 и 1, которые именуются битами. Тут используются квантовые биты или кубиты — это 1,0 и всевозможные числа между 0 и 1.
Они бывают разные: есть теоретическое определение кубитов – единицы квантовой информации. И есть физическое представление кубитов – фатоны, ионы, спины ядер и электрона. Основное отличие обычного компьютера от квантового в нем невозможно использовать свойства квантовых объектов. Так кубиты действуют по двум ключевым принципам квантовой физики:
- Суперпозиция.
- Запутывание.
Суперпозиция означает, что каждый кубит может одновременно представлять как единицу, так и ноль.
Запутывание означает, что наблюдение за одной из двух частиц приводит к тому что она ведет себя случайным образом, но точно указывает наблюдателю как будет действовать другая частица, если с ней будут сделаны аналогичные наблюдения.
Источник мощи квантовых компьютеров состоит в том, что кубиты способны синхронно находиться во многих состояниях, а не только в одном как обычные биты. Квантовые биты выполняют моментально великое множество операций. Преимущественно это свойство поспособствует выполнять наиболее достоверные вычисления. И при этом делать научные открытия в любой сфере квантовый компьютер способен в разы быстрее и эффективнее, чем на классических компьютерах.
