• 22 ноября, 2021, 21:58
    Обновлено 21:58

Обозримое будущее: что из себя представляют квантовые компьютеры и когда они принесут человечеству реальную пользу

Андрей Гольев
Андрей Гольев
Обозримое будущее: что из себя представляют квантовые компьютеры и когда они принесут человечеству реальную пользу
Фото: pexels.com
Обозримое будущее: что из себя представляют квантовые компьютеры и когда они принесут человечеству реальную пользу
Фото: pexels.com

Сразу две IT-компании заявили о создании квантовых компьютеров с принципиально новыми характеристиками. Журналисты Forbes разобрались, на что способны эти машины и когда гонка кубитов принесет практический результат человечеству.

В середине ноября американская компания IBM показала новый квантовый компьютер с рекордным числом квантовых битов (кубитов) – 127. В пресс-релизе говорится, что работу этого квантового чипа нельзя смоделировать на обычном компьютере. Число битов, которые потребовалось бы для этого классической ЭВМ, превышает суммарное количество атомов во всех людях, которые населяют нашу планету. Чтобы это сравнение стало более наглядным, нужно вспомнить физику: в одном только стакане воды больше атомов, чем стаканов воды в Мировом океане или галактик в видимой Вселенной. 

При этом на следующий день после этого заявления стартап QuEra Computing Inc. объявил, что закончил работу над квантовым компьютером из 256 кубитов (статья была опубликована в журнале Nature еще в июле этого года). Инженеры QuEra хотят в течение 2-х лет довести количество кубитов до 1 тысячи, а в перспективе — до сотен тысяч, и все это без особых изменений в архитектуре. Стартап привлек 17 миллионов инвестиций.

Сотрудники QuEra эффектно показали работу своего компьютера. Они заставили кубиты, которые были выстроены в виде прямоугольника, воспроизводить анимацию с Марио — легендарным персонажем компьютерных игр. Однако, конечно же, квантовые компьютеры — это не игрушка, а вычислительная техника завтрашнего дня. Или на самом деле все не так?

Сложно представить современную экономику без мощных компьютеров. При этом даже лучшие из них очень часто пасуют перед задачами, которые ставит им жизнь. Выходом могут стать квантовые компьютеры, которые гораздо мощнее обычных. Это их свойство — пока, правда, больше в перспективе, чем на практике — называют квантовым превосходством (quantum supremacy) или квантовым преимуществом (quantum advantage).

Дело в том, что квантовые компьютеры хранят и обрабатывают информацию не так, как это делают обычные ПК. Классический компьютер работает с битами. Бит имеет всего два возможных состояния: 0 и 1, и переходит скачком из одного в другое. Бит чем-то напоминает рубильник, который или включен, или выключен, а третьего ему не дано. Квантовый бит (кубит) может находиться в любом из бесконечного множества промежуточных состояний и плавно переключаться между ними. Такой подход позволяет ему хранить гораздо больше информации в отличие от бита. Проще говоря, кубит – это стакан, в котором может быть любой уровень воды между двумя состояниями – «пуст» и «полон».

Идея квантовых вычислений возникла еще в 80-х годах прошлого столетия. Однако настоящий интерес к ней проявили только в 1990-е, когда инженеры узнали, что квантовый компьютер мог бы взламывать самые надежные шифры. Речь здесь идет о RSA-шифровании, которое широко применяется для обмена финансовыми и прочими конфиденциальными данными.

Почему так сложно создавать квантовые компьютеры с большим числом кубитов? Проблема в том, что с точки зрения физики кубит – это объект, который живет по законам квантовой механики. Например, отдельный атом, ион или микроскопическое кольцо из сверхпроводника. Такие объекты очень хрупки и уязвимы. Поэтому кубиты требуют изоляции от внешнего мира, своеобразного вакуума и охлаждения почти до абсолютного нуля.

Специалисты из компании QuEra заявили, что они создали практически полезное устройство, а не обычный просто прототип. По их словам, новый компьютер может стать настоящим подспорьем для физиков в моделировании квантовых систем. Еще одно возможное поле для деятельности — квантовая оптимизация.

При этом сейчас индустрия квантовых вычислений находится в странной промежуточной зоне. На бумаге инженеры оперируют миллионами кубитов, разрабатывая масштабные вычислительные схемы. А вот на практике ученые едва смогли освоить производство устройств с сотнями кубитов. Эксперты называют данный этап эпохой шумных квантовых процессоров среднего масштаба (Noisy Intermediate-Scale Quantum, или NISQ).

Средний масштаб — это десятки или сотни кубитов. А слово «шумный» отражает тот факт, что системы еще работают неустойчиво из-за внешних помех, которые переключают кубиты в тот момент, когда им самим вздумается.

Если отбросить все многообещающие новости и взглянуть трезвым взглядом, получается, что квантовые компьютеры пока что не сделали ничего практически полезного. Может быть, они и войдут в нашу жизнь через несколько лет или хотя бы десятилетия. А быть может, данный «квантовый шум» так и не принесет плодов, по крайне мере, в обозримом будущем.

До сих пор самыми надежными системами шифрования считаются квантовые. Однако они помимо своей надежности еще и очень дорого стоят. Специалисты из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге разработали систему КРК с компактным детектором когерентного излучения. Это должно помочь решить проблему дороговизны квантового шифрования.

Подписывайтесь на LIVE24.RU в Google News, Яндекс.Новости и на наш канал в Яндекс.Дзен, следите за главными новостями России и Мира в telegram-канале LIVE24.RU.


Поделитесь новостью:
  • Запись о регистрации СМИ:
    ЭЛ № ФС 77 - 74986 выдано Роскомнадзором 19.02.2019 г.
  • Запись о регистрации информационного агентства:
    ИА № ФС 77 - 74985 выдано Роскомнадзором 19.02.2019г.
  • Учредитель:
    ООО «ЛАЙВ24», ИНН 4632247680
  • Главный редактор:
    Новиков Михаил Владимирович
  • Адрес электронной почты редакции:
    info@live24.ru
  • Телефон редакции:
    +7 (4712) 55-10-24
В сетевом издании LIVE24 размещены материалы информационного агентства LIVE24.
Некоторые материалы содержат стоковые изображения от Depositphotos, Pixabay, АГН Москва
18

В России признаны экстремистскими и запрещены организации «Национал-большевистская партия», «Свидетели Иеговы», «Армия воли народа»,«Русский общенациональный союз», «Движение против нелегальной иммиграции», «Правый сектор», УНА-УНСО, УПА, «Тризуб им. Степана Бандеры»,«Мизантропик дивижн», «Меджлис крымскотатарского народа», движение «Артподготовка», общероссийская политическая партия «Воля», АУЕ. Признаны террористическими и запрещены: «Движение Талибан», «Имарат Кавказ», «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ), Джебхад-ан-Нусра, «АУМ Синрике», «Братья-мусульмане», «Аль-Каида в странах исламского Магриба».

Организации, СМИ и физические лица, признанные в России иностранными агентами: "Голос Америки" "Idel.Реалии" "Фактограф" "Север.Реалии" Общество с ограниченной ответственностью "Радио Свободная Европа/Радио Свобода" Чешское информационное агентство "MEDIUM-ORIENT" Пономарев Лев Александрович Савицкая Людмила Алексеевна Маркелов Сергей Евгеньевич Камалягин Денис Николаевич Апахончич Дарья Александровна «Medusa Project» Общество с ограниченной ответственностью «Первое антикоррупционное СМИ» «VTimes.io» Баданин Роман Сергеевич Гликин Максим Александрович Маняхин Петр Борисович Ярош Юлия Петровна Чуракова Ольга Владимировна Железнова Мария Михайловна Лукьянова Юлия Сергеевна Маетная Елизавета Витальевна «The Insider» Рубин Михаил Аркадьевич Гройсман Софья Романовна Рождественский Илья Дмитриевич Апухтина Юлия Владимировна Постернак Алексей Евгеньевич Общество с ограниченной ответственностью Телеканал Дождь Петров Степан Юрьевич Юридическое лицо Istories fonds Шмагун Олеся Валентиновна Мароховская Алеся Алексеевна Долинина Ирина Николаевна Шлейнов Роман Юрьевич Анин Роман Александрович Великовский Дмитрий Александрович Общество с ограниченной ответственностью «Альтаир 2021» Общество с ограниченной ответственностью «Ромашки монолит» Общество с ограниченной ответственностью «Главный редактор 2021» Общество с ограниченной ответственностью «Вега 2021» Общество с ограниченной ответственностью «Важные иноагенты» Каткова Вероника Вячеславовна Карезина Инна Павловна Кузьмина Людмила Гавриловна Костылева Полина Владимировна Лютов Александр Иванович Жилкин Владимир Владимирович Жилинский Владимир Александрович Тихонов Михаил Сергеевич Пискунов Сергей Евгеньевич Ковин Виталий Сергеевич Кильтау Екатерина Викторовна Любарев Аркадий Ефимович Гурман Юрий Альбертович Грезев Александр Викторович Важенков Артем Валерьевич Иванова София Юрьевна Пигалкин Илья Валерьевич Петров Алексей Викторович Егоров Владимир Владимирович Гусев Андрей Юрьевич Смирнов Сергей Сергеевич Верзилов Петр Юрьевич Общество с ограниченной ответственностью «ЗП» Общество с ограниченной ответственностью «Зона права» Общество с ограниченной ответственностью «ЖУРНАЛИСТ-ИНОСТРАННЫЙ АГЕНТ» Вольтская Татьяна Анатольевна Клепиковская Екатерина Дмитриевна Сотников Даниил Владимирович Захаров Андрей Вячеславович Симонов Евгений Алексеевич Сурначева Елизавета Дмитриевна Соловьева Елена Анатольевна Арапова Галина Юрьевна Перл Роман Александрович Общество с ограниченной ответственностью «МЕМО» Американская компания «Mason G.E.S. Anonymous Foundation» (США) Компания «Stichting Bellingcat» Автономная некоммерческая организация по защите прав человека и информированию населения «Якутия – Наше Мнение» Общество с ограниченной ответственностью «Москоу диджитал медиа» Акционерное общество «РС-Балт», Левада-Центр


© ООО ЛАЙВ24.
Наверх