Введение
Когда информатика и квантовая механика пересекаются, вас ждет новое будущее, которое все изменит. Этот поворотный момент - квантовые вычисления.
Можете ли вы представить себе, какой огромный скачок мы сделали после изобретения компьютеров?
Если вы хорошо осведомлены, это превратилось бы в бесконечное воображение. Что, если я скажу, что этот скачок очень мал по сравнению с тем, что мы можем достичь с помощью квантовых компьютеров?
P.S .: классические компьютеры относятся ко всем типам используемых сегодня вычислительных устройств, основанных на битах (0 и 1).
Квантовый компьютер
У классических компьютеров есть биты для обработки информации. Эти биты равны 0 (выключено) и 1 (включено). Только эти два государства несут ответственность за всю вычислительную мощность, которой они обладают.
В квантовых вычислениях кубит (сокращение от «квантовый бит») - это единица квантовой информации - квантовый аналог классического бита. Кубиты обладают особыми свойствами, которые делают их особенными и решают сложные задачи намного быстрее, чем классические биты.
Эти особые свойства:
- Суперпозиция: вместо хранения одного двоичного значения («0» или «1»), как в классическом бите, кубит может одновременно содержать комбинацию «0» и «1».
- Запутанность: эти кубиты взаимодействуют согласованно и могут исследовать несколько вариантов и обрабатывать информацию за доли времени, которые потребуются даже самому быстрому суперкомпьютеру.
Говорят, что настоящий 30-кубитный квантовый компьютер будет иметь примерно такую же вычислительную мощность, что и обычный компьютер, обрабатывающий команды со скоростью 10 терафлопс в секунду. Напротив, современные настольные компьютеры работают со скоростью всего гигафлопс в секунду.
Возможности
На данном этапе никто не может точно сказать, для чего квантовые компьютеры подходят лучше всего.
Но он может обрабатывать миллионы вычислений одновременно (тогда как традиционный компьютер работает над одним вычислением за раз, последовательно). Есть много теорий о возможностях квантовых компьютеров.
Некоторые из наиболее обсуждаемых областей:
- Моделируйте сложные химические реакции
- Квантовое моделирование для создания совершенно новых молекул для использования в медицине
- Искусственный интеллект
- Изучите погодные условия и
- Открывайте новые измерения, о которых мы даже не думали
Текущее состояние
Итак, насколько мы далеки от квантового превосходства?
Квантовое превосходство: потенциальная способность устройств квантовых вычислений решать проблемы, которые классические компьютеры практически не могут. (источник: Википедия)
Главное препятствие на пути к квантовому превосходству - это ошибка. Чем больше количество кубитов, тем больше погрешность измерения. Это все равно, что складывать карты, чтобы построить особняк; чем выше высота, тем выше риск обрушения.
Но многие громкие имена, такие как Google, Microsoft, IBM и другие компании, участвуют в гонке за создание первого коммерческого квантового компьютера. Кроме того, некоторые страны начали свой ход.
Несмотря на проблемы с достижением этих целей, быстрый рост квантовых компьютеров с 5 до 50 кубитов всего за год вселил надежды. Но нам не следует слишком зацикливаться на этих цифрах, потому что они рассказывают только часть истории. Важно не только то, сколько у вас кубитов, но и насколько они хороши, и насколько эффективны ваши алгоритмы.
Не стесняйтесь делиться своим мнением о квантовых вычислениях и их возможностях в комментариях ниже. И если я что-то упустил или допустил ошибку, укажите это. : D
Источники:
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computing
https://www.quantamagazine.org/the-era-of-quantum-computing-is-here-outlook-cloudy-20180124/
