Все что необходимо знать о квантовых компьютерах

Долгое время квантовые компьютеры были лишь утопией, но лишь до тех пор, пока вымысел не стал реальностью. Так что же умеют эти суперкомпьютеры?

Квантовые переходы

Квантовые компьютеры занимают первые места только при выполнении определенных вычислительных операций, а также там, где одновременно производится большое количество идентичных операций.

Три примера:

Криптография: квантовые компьютеры — идеальные инструменты для взлома систем кодирования. Алгоритмы RSA, защищающие соединения в браузерах и применяемые во всем мире для онлайн-банкинга, были бы мгновенно взломаны с помощью быстрого квантового компьютера. Обычным суперкомпьютерам для этого понадобились бы многие годы.

Поиск: благодаря быстрым квантовым компьютерам огромные объемы данных могут быть обработаны практически мгновенно. Это еще одна причина, почему спецслужбы и такие компании, как Google, уделяют очень серьезное внимание данной технологии.

Исследования: ученые мечтают о том, чтобы с помощью квантовых компьютеров проводить комплексное моделирование гораздо быстрее, чем с применением суперкомпьютеров. Кроме того, компьютеры будущего могли бы рассчитывать прогнозы погоды, а также другие прогнозы гораздо точнее и на более долгие сроки.

 

Самые важные сведения, которые необходимо знать о квантовых компьютерах

Что такое квантовый компьютер?

Обычные ПК оперируют только понятиями «Да» или «Нет», «Вкл» или «Выкл», «О» или «1». В мире квантов место этих понятий занимает операция «И». Благодаря этому квантовые компьютеры способны обработать все возможные варианты решения проблемы одновременно, а не последовательно.

Насколько быстро онт работают?

Это зависит от количества квантовых битов (сокращенно — кубитов): чем больше, тем быстрее. Квантовые компьютеры способны за секунды справиться с задачами, для решения которых обычным ПК понадобились бы годы работы. Однако они пригодны только для определенных расчетов.

Существуют ли уже подобные компьютеры?

До сих пор квантовые компьютеры существуют только в лабораториях и научно-исследовательских учреждениях. Однако это доказывает, что технология работает. Но сточки зрения производительности подобные устройства пока неспособны «своротить горы».

Почему производство квантовых компьютеров так сложно?

Квантовые состояния чрезвычайно неустойчивы, суперпозиция состояний в процессе вычислений не должна нарушаться ни при каких обстоятельствах. Однако квантовым битам угрожают и другие опасности: возмущения электромагнитного поля, самые малые вибрации или минимальные колебания температуры приводят к ошибкам вычислений. Таким образом, процессоры необходимо охлаждать почти до абсолютного нуля (-273 °С).