Як це працює? | Квантовий комп’ютер

Квантовий комп’ютер — це обчислювальний пристрій, який використовує явища квантової механіки для передачі і обробки даних. Ідея квантових обчислень незалежно була запропонована Юрієм Маниным і Річардом Фейнманом на початку 80-х років минулого століття. З тих пір була пророблена колосальна робота щодо створення квантового комп’ютера. Однак повноцінний універсальний квантовий комп’ютер все ще є гіпотетичним пристроєм, можливість розробки якого пов’язана з серйозним розвитком квантової теорії. До цього моменту були створені поодинокі експериментальні системи з алгоритмом невеликий складності. Як же працює квантовий комп’ютер — про це у сьогоднішньому випуску!

Основна відмінність квантового комп’ютера від класичного полягає в поданні інформації. У звичайних комп’ютерах, що працюють на основі транзисторів і кремнієвих чіпів, для обробки інформації використовується двійковий код. Біт, як відомо, має два базових стани — нуль і одиницю, і може перебувати тільки в одному з них. Що ж стосується квантового комп’ютера, то його робота грунтується на принципі суперпозиції, а замість бітів використовуються квантові біти, іменовані кубітами. У кубіта також є два основних стани: нуль і одиниця. Однак завдяки суперпозиції кубіт може приймати значення, отримані шляхом їх комбінування, та перебувати у всіх цих станах одночасно. У цьому полягає паралельність квантових обчислень, тобто відсутність необхідності перебирати всі можливі варіанти станів системи. Крім того, для точного опису стану системи квантовим комп’ютером не потрібні величезні обчислювальні потужності та обсяги оперативної пам’яті, так як для розрахунку системи з 100 частинок достатньо лише 100 кубітів, а не трильйон трильйонів біт.

Також варто відзначити, що зміна стану певної кубіта в квантовому комп’ютері веде до зміни стану інших частинок, що є ще однією відмінністю від звичайного комп’ютера. І цим зміною можна управляти. Процес роботи квантового комп’ютера був запропонований британським фізиком-теоретиком Девідом Дойчем у 1995 році, коли він створив ланцюжок, здатну виконувати будь-які обчислення на квантовому рівні. Згідно з його схемою, для початку береться набір кубітів і записуються їх початкові параметри. Потім виконуються необхідні перетворення з використанням логічних операцій і записується отримане значення, яке і є результатом, що видаються комп’ютером. У ролі проводів виступають кубіти, а перетворення роблять логічні блоки.

За словами вчених, квантові комп’ютери будуть в мільйони разів могутніше нинішніх. Вже зараз описані найрізноманітніші алгоритми роботи квантового комп’ютера, і навіть розробляються спеціальні мови програмування. За прогнозом дослідників Cisco Systems, повноцінний робочий квантовий комп’ютер з’явиться до середини наступного десятиліття. Лідером у цій сфері є Японія: понад 70% всіх досліджень припадає на цю країну.

Добавить комментарий