16 юни 2024 г

Квантов компютър – какво представлява и какъв е принципът на действие?

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

Квантовият компютър е средство за изчисление, където се базира работата на централен процесорса законите на квантовата механика. Такъв компютър е фундаментално различен от традиционните компютри, базирани на силициеви чипове.

Това устройство се използва за изчисляванекласически алгоритми и процеси от квантова природа — квантови алгоритми, които използват ефектите на квантовата механика като квантов паралелизъм и квантово заплитане.

Основата за този тип изчисление е кюбитът— система, в която броят на частиците е подобен на импулса, а фазовата променлива (енергийното състояние) е подобна на координатата. Фазовият кубит е внедрен за първи път в лабораторията на университета в Делфт и оттогава се изучава активно. Кубитите могат да изглеждат в две състояния едновременно: те могат да съдържат нула и едно наведнъж. Благодарение на това квантовият компютър може да изпълнява конкретни математически задачи хиляди пъти по-бързо от класическите компютри.

Принципът на работа на квантов компютър

Квантовите компютри често са неразбранипоради факта, че името им съдържа думата «компютър». Когато хората чуят думата „компютър“, те се сещат за лаптопи или телефони, но факт е, че тези устройства и дори най-големите суперкомпютри в света работят на една и съща основна схема. Квантовите компютри обаче имат фундаментални различия и не могат да бъдат наречени компютри в обичайния смисъл на думата.

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Квантови изчислителни системи - устройства,използване на явленията на квантовата суперпозиция и квантовото заплитане за предаване и обработка на данни. Такива устройства работят с кубити (квантови битове), които могат едновременно да приемат стойността на логическа нула и логическа единица. Следователно, с увеличаване на броя на използваните кубити, броят на едновременно обработените стойности нараства експоненциално.

В квантовия компютър основният елементе кубит - квантов бит. За разлика от обикновен бит, той е в състояние на квантова суперпозиция, тоест има стойност 0, 1 и всяка комбинация от тях по всяко време. Ако има няколко кубита в системата, промяната на един също води до промяна на всички останали кубити.

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Това ви позволява едновременно да изчислявате всичко.възможни опции. Един обикновен процесор с двоичните си изчисления всъщност изчислява опциите последователно. Първо един сценарий, след това друг, след това трети и т.н. За да ускорим, започнахме да прилагаме многоредовно четене, паралелно изпълнявайки изчисления, предварително извличане, за да прогнозираме възможни опции за разклоняване и да ги изчислим предварително. В квантов компютър всичко това се прави паралелно.

Принципът на изчисление също е различен.В известен смисъл квантовият компютър вече съдържа всички възможни решения на проблема; нашата задача е само да изчислим състоянието на кубитите и&#8230; изберете правилната опция от тях. И тук започват трудностите. Това е принципът на работа на квантовия компютър.

Напредък в развитието на квантовите изчисления през последните 20 години:

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Пример за квантово изчисление

За да разберем потенциала на квантовите изчисления, нека разгледаме проста задача: да преминем през лабиринт.

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Единственият начин за решаване на такъв проблем екласически компютър &#8212; изброяване на всички възможни варианти, поредица от успехи и неуспехи. Въпреки това, квантов компютър, използващ пълната мощ на квантовата физика, проверява всички опциив същото времеи дава правилното решение много по-бързо.

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Изглежда, че можем да изчакаме малко икласическият компютър ще реши проблема, защо да изграждаме сложна квантова машина? Всичко би било наред, но човечеството постоянно е изправено пред задачи, които ще предприематхиляди, милиони, милиарди години компютрина най-мощните суперкомпютри в света.Времето е непозволен лукс за хората; ние се нуждаем от решения на тези проблеми днес. Нека се опитаме да разберем къде точно може да ни помогне силата на квантовия компютър?

За какви задачи може да се използва квантов компютър?

Квантовият компютър не е напълно способензаменете класическото, но не е необходимо. Един обикновен компютър може да се справи с много задачи, но въпреки това има клас проблеми, които една квантова машина може да реши за един час, докато класическите компютри ще се нуждаят от живота на Вселената.

Известни днес, задачи от този тип могат да бъдат разделени в 4 групи.

Проблеми с трансформацията на Фурие

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Това са основно задачикриптография и криптиране: самият алгоритъм на Shore, който моженека хакнат RSA и Bitcoin. Това се случва, защото квантовата трансформация на Фурие е невероятно бърза и ако намерите правилното приложение за нея, тя дава експоненциално ускорение.

Задачи за оптимизация

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Това включвакомбинаторни проблеми, което може да бъде разрешено само чрез търсене във всички възможниопции, например лабиринтът, който беше обсъден по-горе. Друг сензационен квантов алгоритъм, алгоритъмът на Гроувър, позволява решаването на такива проблеми по-бързо от конвенционалната груба сила, но не осигурява толкова силно ускорение като алгоритъма на Шор. Постоянно възникват комбинаторни проблеми в областта на логистиката, оптимизацията и икономиката.

Квантово машинно обучение

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Третият квантов алгоритъм, който дава забележимоускорението е алгоритъмът HHL. Той е способен да решава система от линейни уравнения експоненциално по-бързо от всеки класически алгоритъм; Както знаем, линейните уравнения възникват навсякъде, например при проблеми с машинно обучение.

Квантово-подпомогнато машинно обучениеТова е едно от най-полезните приложения на квантовите компютри. И като цяло, използването на квантовата физика в проблемите с изкуствения интелект е страхотно: можете например да използватеквантови пробикоито са в суперпозиция от няколко класически проби.

Квантови симулации на системата

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Това е най-естественото приложение на квантовите компютри. Файнман предложи този подход:за да симулирате много сложна квантова система, имате нужда от друга сложна квантова системаче всички знаете и знаете как да управлявате.

Следователно, пълноценният квантов компютър ще помогнесъздават нови материали, нови лекарства, високотемпературни свръхпроводници. Това са задачи, при които е необходимо да се организира взаимодействието на атомите по хитър начин, но за да се разбере как точно да се направи това, класическите компютри ще изискват трилиони години изчисления, докато големите квантови компютри ще отнемат няколко часа.

По какво се различава квантовият компютър от обикновен?

Квантовите изчисления и квантовото свързване - това са самите теконцепции са измислени буквално преди 30 години, а първите трудове на учените дори не са били отвеждани в научни списания: те казват, че научната фантастика, а не науката. Днес квантовите системи не само съществуват, но и се продават срещу пари, създавайки и решавайки нови проблеми със сигурността, главно в областта на криптографията.

Квантовите компютри са машини, базирани науникалното поведение, описано от квантовата механика и напълно различно от поведението на класическите системи. Една от тези разлики - способността на частица или група частици да бъдат в някакво отношение само в две дискретни квантови базови състояния - нека ги наречем 0 и 1.

Квантовият компютър е неподходящ за повечето ежедневни задачи, но е в състояние бързо да реши математическите проблеми, на които се основава съвременната криптография.

Основната разлика между квантовия компютър иобичайното нещо е, че неговата операционна единица - кубит (квантов бит) може да бъде в състояние на несигурност или, ако желаете, в няколко състояния едновременно. Звучи объркващо, още по-трудно на практика, но както показаха години проучвания, тя работи.

Ето основните разлики между квантов и конвенционален компютър:

&nbsp; Редовен компютър Квантов компютър

логика

0/1 `a|0&gt; + b|1&gt;, a^2+b^2=1`

физика

Полупроводников транзистор Квантов обект

Инф.

Нива на напрежение Поляризация, въртене, ...

операции

НЕ, И, ИЛИ, XOR над битове Вентили: CNOT, Hadamard, ...

взаимоотношение

Полупроводников чип Объркване помежду си

алгоритми

Стандартен (виж бич) Специални (Shore, Grover)

принцип

Дигитална детерминистична Analog, вероятностни

Квантовият компютър е много по-различен от класическия и едва ли е подходящ за игра на Tetris, но той решава вероятностните и оптимизационните проблеми неизмеримо по-бързо от обикновено.

Сред нещата, които могат драстично да се ускорятквантови изчисления - оптимизация на транспортните маршрути, последователност на ДНК, прогнозиране на котировки на акции и подбор на криптографски ключове. Вярно е, че отговорът също винаги ще бъде вероятностен, дори четенето му от компютъра е труден проблем, но след като направите няколко сравнително бързи изпълнения на една и съща задача, можете да излезете с един-единствен, правилен отговор: в случай, че ни интересува, ключът за криптиране.

Защо имаме нужда от квантови компютри?

Едно от най-важните приложения на квантитекомпютър сега - разлагане на прости числа. Факт е, че цялата съвременна криптография се основава на факта, че никой не може бързо да разложи брой от 30-40 знака (или повече) в основни фактори. На обикновен компютър ще отнеме милиарди години. Един квантов компютър може да направи това за около 18 секунди.

Това означава, че няма да има повече тайни, защоточе всички алгоритми за криптиране могат да бъдат незабавно хакнати и достъп до всичко. Това важи за всичко - от банкови преводи до съобщения в месинджъра. Може би ще дойде интересен момент, когато конвенционалното криптиране ще спре да работи и квантовото криптиране все още не е изобретено.

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Повече квантови компютри са чудесни замоделиране на сложни ситуации, например изчисляване на физическите свойства на новите елементи на молекулно ниво. Това, може би, ще ви позволи бързо да намерите нови лекарства или да решите сложни задачи, изискващи големи ресурси.

Сега квантовите компютри не знаят как да направят това.- те са твърде сложни в производството и много нестабилни в работата. Максимумът, който може да се направи досега, е да се изостри квантовият компютър по един алгоритъм, за да се получи огромна печалба от производителност върху него. Именно за тези цели най-големите компании ги купуват - за да разрешат бързо една или две от най-важните за себе си задачи.

Опции за квантова компютърна реализация

Към днешна дата има много реализации на квантовите изчисления, но най-обещаващите според мен са следните подходи:

  • Плътни гръбчета
  • свръхпроводници
  • Photonics
  • Единични атоми (студени йони или NMR)

Плътни гръбчета

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

В исторически план кубитите са били разглеждани като гръб,следователно идеята да се вземат много завъртания в някакво твърдо тяло (за да не избягат никъде) е естествена за прилагането на квантовите изчисления.

Този подход е теоретично мащабируем, но,Разбира се, това има своите трудности, като например процеса на производство на устройства и контрола на квантовото състояние. Но времената на живот на кубитите са впечатляващо големи.

свръхпроводници

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Може би това е най-обещаващото изпълнение.на квантовите изчисления и затова мисля, че не само аз: IBM, Google, Intel, Rigetti, D-Wave, но почти всички големи компании, които се занимават с желязо на квантовите изчисления, са пряко включени в „желязото“, защото при такова внедряване на квантов компютър кубитите са свръхпроводим метал структури върху силиконов чип, почти като транзистори в конвенционален процесор.

Кубитите се охлаждат до ниски температури, за датака че да преминат в квантово състояние и да елиминират топлинния шум. Тази технология е мащабируема, тоест нищо не ни пречи да направим процесор с размери няколко сантиметра, който ще съдържа милиони кубити.

Photonics

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Фотониката най-често се използва в криптографията, защото фотоните (частиците от светлината) са квантови сами по себе си и не се нуждаят от студ: за криптографските протоколи се използват лазери и оптични влакна.

Основата за квантовите изчисления може да бъде направена такапо същия начин, но може да се реализира на чипове, през които се предават фотони. Тази технология също е мащабируема, но инженерните трудности тук изглеждат по-големи от тези на свръхпроводниците.

Единични атоми (студени йони или NMR)

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Представете си, хората са се научили да улавят отделни атоми с помощта на оптичен капан и охлаждане с помощта на лазер. Това е евтино и достатъчно лесно.

Първият компютър от 50 кубита е построен точноот студени атоми в Харвард. Размерът на капана обаче е ограничен, така че е изключително трудно да се мащабира тази технология. Същото важи и за ЯМР: приемате сложна молекула и всеки атом в нея се нарича кубит. Размерът на молекулите е ограничен, което усложнява създаването на голям компютър, освен това има проблеми с четенето на състоянието на кубита.

Проблеми на квантовите компютри

При проектиране и работа с квантС компютрите учените и инженерите се сблъскват с огромен брой проблеми, които днес се решават с различна степен на успех. Според проучване (подобно проучване) могат да бъдат идентифицирани следните поредици от проблеми:

  • Чувствителност към околната среда и взаимодействие с околната среда.
  • Натрупване на грешки в изчисленията.
  • Трудности с първоначалната инициализация на qubit състояния.
  • Трудности със създаването на мулти-кубитни системи.

Нека да организираме всички основни проблеми в три големи групи и да разгледаме по-подробно всяка от тях.

декохерентността

Квантово състояниемного крехко нещокубитите в заплетено състояние са изключително нестабилни,всяко външно влияние може да разруши (и унищожи) тази връзка, Промяната на температурата с най-малката част от градуса, налягането на произволен фотон, летящ наблизо - всичко това дестабилизира нашата система.

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

За да разрешат този проблем, те се изграждатнискотемпературни саркофаги, при които температурата (-273.14 градуса по Целзий) е малко по-висока от абсолютната нула, с максимална изолация на вътрешната камера с процесора от всички (възможни) влияния на околната среда.

Максималният живот на квантова система отняколко заплетени кубита, по време на които той запазва своите квантови свойства и могат да бъдат използвани за извършване на изчисления, наречени време на дехехеренция.

В момента времето за декохерентност в най-добрите квантови решения е от порядъка надесетки и стотици микросекунди,

Има отличен уебсайт, наречен quantumcomputingreport.com, където можете да видите сравнителни таблици на параметрите на всички създадени квантови системи. Тази статия включва само два топ процесора като примери – от IBM IBM Q System One и от Google Sycamore. Както виждаме, времето за декохерентност (T2) не надвишава 200 μs.

Не намерих точни данни за Sycamore, но самата статия за Quantum Supremacy дава две числа -1 милион изчисления за 200 секунди, другаде - за130 секунди без загуба на контролни сигнали и повече. Във всеки случай това ни дававреме за декохеренция от порядъка на 150 μs,

Име на компютъра N кубита Макс сдвоени T2 (μs)
IBM Q System One 20 6 70
Google sycamore 53 4 ~ 150-200

Какво заплашва декохерентността за нас?

Основният проблем е, че след 150 µs нашетокомпютърна система от N заплетени кубита ще започне да произвежда, на изхода вместо вероятностното разпределение на правилните решения, вероятностен бял шум.

Тоест, ние се нуждаем от:

  • Инициализирайте кубитната система
  • Извършете изчисление (верига на клапана)
  • Прочетете резултата

И направете всичко това за 150 микросекунди. Нямах време - резултатът се превърна в тиква. Но това не е всичко&#8230;

грешки

Както вече казахме,квантовите процеси и квантовите изчисления имат вероятностен характер, не можем да бъдем 100% сигурни в нищо, но само с известна вероятност. Ситуацията се утежнява още повече от факта, чеквантовите изчисления са предразположени към грешки,

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Основните видове грешки в квантовите изчисления са:

  • Грешки в декохерентността поради сложността на системата и взаимодействието с околната среда
  • Изчислява изчислителни грешки (поради квантовия характер на изчисленията)
  • Грешки при четене на крайното състояние (резултат)

Грешки в декохеренцията, се появяват веднага щом оплитаме нашите кубити и започнем да правим изчисления.Колкото повече кубити объркахме, толкова по-сложна е системата.и толкова по-лесно е да го унищожите. Нискотемпературни саркофаги, защитени камери, всички тези технологични трикове са насочени именно към намаляване на броя на грешките и удължаване на времето за декохеренция.

Грешки при изчисляване на Gates- всяка операция (gate) на кубити можес известна вероятност да завърши с грешка и за да приложим алгоритъма, трябва да изпълним стотици врати, така че си представете какво получаваме в края на изпълнението на нашия алгоритъм. Класическият отговор на въпроса е "Каква е вероятността да срещнете динозавър в асансьор?" - 50х50 или ще срещнеш или не.

Проблемът допълнително се утежнява от факта, че стандартМетодите за коригиране на грешки (дублиране на изчисления и осредняване) не работят в квантовия свят поради теоремата за забрана на клонирането. За да коригираме грешките в квантовите изчисления, трябваше да измислим методи за квантова корекция. Грубо казано, вземаме N обикновени кубита и правим 1 от тяхлогичен кубитс по-нисък процент грешки.

Но тук възниква друг проблем -общо кубити, Вижте, да речем, че имаме процесор със 100 кубита, от които 80 кубита са заети с корекция на грешки, тогава ни трябват само 20 за изчисления.

Грешка при четене на крайния резултат— както си спомняме, резултатът от квантовите изчисления ни се представя във форматавероятностно разпределение на отговорите, Но четенето на крайното състояние също може да се провали.

Същият сайт има сравнителни таблици на процесори по нива на грешки. За сравнение, нека вземем същите процесори като в предишния пример - IBM IBM Q System One и Google Sycamore:

компютър 1-Qubit Gate Fidelity 2-Вижте верността на портата Прочетете вярност
IBM Q System One 99,96% 98,31% -
Google sycamore 99,84% 99,38% 96,2%

Тук точността е мярка за сходството на два квантадържави. Големината на грешката може грубо да се изрази като 1-вярност. Както виждаме, грешките на 2-кубитови порти и грешките при четене са основната пречка за изпълнението на сложни и дълги алгоритми на съществуващите квантови компютри.

Можете също така да прочетете пътната карта за 2016 г. от NQIT за решаване на проблема с коригирането на грешки.

Архитектура на процесора

На теория ние изграждаме и работиммодели на десетки заплетени кубити, в действителност всичко е по-сложно. Всички съществуващи квантови чипове (процесори) са изградени по такъв начин, че осигуряват безболезненозаплитане на един кубит само със съседите си, които не са повече от шест.

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Ако трябва да заплитаме първия кубит, да речем, с 12-ия, тогава ще трябва даизграждане на верига от допълнителни квантови операции, включват допълнителни кубити и т.н., което увеличава общото ниво на грешка. Да, и не забравяйте завреме за декохеренция, може би докато завършите свързването на кубитите във веригата, от която се нуждаете, времето ще свърши и цялата верига ще се превърне вхубав генератор на бял шум,

Също така не забравяйте товаархитектурата на всички квантови процесори е различна, и програма, написана в емулатора в режим„свързаността на всички към всички“ ще трябва да бъде „прекомпилирана“ в архитектурата на конкретен чип. Има дори специални оптимизиращи програми за извършване на тази операция.

Максимална свързаност и максимален брой кубити за същите чипове от най-висок клас:

Име на компютъра N кубита Макс сдвоени T2 (μs)
IBM Q System One 20 6 70
Google sycamore 53 4 ~ 150-200

И за сравнение,таблица с данни от предишното поколение процесори, Сравнете броя на кубитите, времето на декохерентност и процента на грешки с това, което имаме с новото поколение. Все пак напредъкът е бавен, но се движи.

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Какво имаме в резултат:

  • Понастоящем няма напълно свързани архитектурни диаграми от &gt; 6 кубита.
  • Например, за да объркате кубит от 0 s в реален процесор, 15-ият може да изисква няколко десетки допълнителни операции.
  • Още операции -&gt; още грешки -&gt; влиянието на декохерентността е по-силно.

Начини за решаване на проблеми

За решаване на горните проблеми в момента се използват следните подходи и методи:

  • Използване на криокамери с ниски температури (10 mK (–273.14 ° C)).
  • Използването на процесорни единици максимално защитено от външни влияния.
  • Използването на системи за квантова корекция на грешки (логически кубит).
  • Използване на оптимизатори при програмиране на схеми за конкретен процесор.

Изследванията също са в ходувеличаване на времето за декохерентност, за търсене на нови (и усъвършенстване на известни) физически реализации на квантови обекти, за оптимизиране на схеми за корекция и т.н., и така нататък. Има напредък (погледнете по-горе характеристиките на по-ранните и топ-чипове днес), но засега върви бавно, много много бавно.

Първият в света квантов интернет протокол

Холандските учени първи разработиха в светапротокол за така наречения квантов Интернет, работещ без смущения и максимално защитен от хакване. Идеята принадлежи на експертите на изследователския център QuTech.

Протокол за свързващ слойразработен от екип учени, ръководен от проф. Стефани Вехнер. Те също разработиха общата концепция за квантовите мрежи, които според тях биха могли да заменят традиционните Интернет и локални мрежи в бъдеще.

Идеята на QuTech се основава на принципамного бърза обработка на кубитите, тъй като те не могат да се съхраняват дълго време. Това ще осигури висока скорост на пренос на информация и явлението квантово заплитане, друга основа на протокола, ще предостави възможност за максимална защита на предаваните данни.

Явлението квантово заплитане предполагавзаимозависимостта на два или повече обекта, в случая кубити, и тяхната неразривна връзка помежду си. Опит за прихващане на данни ще доведе до промяна в квантовото състояние на един или повече кубита и в резултат на това до загуба на предавана информация. С други думи, информацията може да бъде получена само от целевото устройство - изключен е неоторизиран достъп до нея.

Технически детайли на първияСтефани Вайнер пазеше в тайна протокола на квантовата мрежа. Тя уточни само, че физическата инфраструктура на обикновения Интернет би била много подходяща за работата на квантовия Интернет.

Какви компании разработват квантови компютри днес?

Квантов компютър - какво е това и какъв е принципът на неговата работа?

</ P>

Формално най-далеч в тази надпревара е напреднала канадската компания D-Wave.Тя създаде и успешно продава единственатаквантови компютри, представени на пазара днес. Сред клиентите й са Google, NASA, Volkswagen и Lockheed Martin. В края на януари тази година D-Wave обяви пускането на комерсиална версия на четвъртото поколение квантов компютър D-Wave 2000Q. Мощността му, според компанията, е 2000 кубита. Мнозина обаче се съмняват, че машините D-Wave могат да се нарекат пълноценни квантови компютри, тъй като те са способни да решават само тесен кръг от изчислителни проблеми. Google не е съгласен с това мнение. Компютърът, закупен от търсачката от D-Wave (между другото, струва между 10 и 15 милиона долара), се справи с определена специална задача 100 милиона пъти по-бързо от обикновено.

Американски IBM приготвяне да пуснат на пазара квантови компютри с изчислителна мощност от 50 кубита. Това ще се случи, както твърдят от компанията, вечепрез следващите няколко години. С помощта на квантови компютри, условно наречени IBM Q, ще бъде възможно по-специално да се „разгадаят“ сложни молекулярни и химични взаимодействия, което ще доведе до откриването на нови лекарства и материали, според IBM. Големи промени очакват логистичния сектор: ще бъдат намерени оптимални начини за най-ефективна доставка на стоки. Квантовите компютри също ще ни позволят да намерим нови начини за моделиране на финансови данни и подчертаване на ключови глобални рискови фактори, което ще защити инвестициите. В областта на изкуствения интелект и машинното обучение ще бъде възможно да се обработват много големи количества данни (например свързани с търсене на изображения или видео). „Сега преминаваме от етап, в който говорим само за играчки за изследователи, към ситуация, която ни позволява да оценяваме иновациите от търговска гледна точка“, каза Скот Краудър, технически директор на квантовия център на IBM. Преди това IBM създаде квантов компютър с мощност 5 кубита.

Почти едновременно с IBM, Google обяви плановете си да пусне комерсиален 50-кубитов квантов компютър. Освен това сроковете са приблизително еднакви - следващите 5години. „Полето на квантовите изчисления е на път да достигне исторически крайъгълен камък“, пишат изследователи от Quantum AI Lab на Google в статия, публикувана в списание Nature. Търсачката започна работа по създаването на квантов компютър още през 2014 г.

Успехите на конкурентите стимулират друг голям играч - Microsoft. Миналия ноември тя обяви решението сиудвои усилията си в областта на създаването на квантов компютър. За разлика от IBM и Google, компанията на Бил Гейтс залага на интригуващата, но все още недоказана концепция за топологично квантово изчисление. „Мисля, че сме на крачка от преминаването от изследвания към развитие“, каза вицепрезидентът на квантовата програма на Microsoft Тод Холмдал. В същото време компанията разработва софтуер за бъдещи суперколи.

Общо, според аналитичната компания CB Insights, най-малко 18 корпорации се борят със задачата да създадат квантов компютър. Сред тях са производителите на самолети Airbus иLockheed Martin, китайски интернет търговец на дребно Alibaba, британска телекомуникационна компания British Telecommunications, Hewlett Packard, Toshiba, Intel, Mitsubishi, Nokia.

Експерти от Масачузетския технологичен институтInstitute (MIT) очаква, че пълноценни квантови компютри, обработващи информация многократно по-бързо от съвременните суперкомпютри, ще се появят на пазара през следващите пет години.

За да обобщим

Както можете да видите, квантовата технология е изключителнообещаваща област, която може да ни отвори много тайни на природата и да помогне за решаването на проблеми, над които се борят повече от едно поколение хора. Въпросът за възможността за създаване на универсален квантов компютър е сложен, защото предстоят много физически и инженерни проблеми.

Квантовите компютри все още оставатекспериментален. Малко вероятно е през следващите години да се появи пълноценен квантов компютър, който осигурява наистина висока изчислителна мощност. Производството на кубити и изграждането на стабилни системи от тях все още е далеч от перфектното.

Съдейки по факта, че на физическо ниво, квантовокомпютрите имат няколко решения, които се различават по технология и вероятно струват, те няма да бъдат унифицирани още 10 г. Процесът на стандартизация може да отнеме много време.

Освен това вече е ясно, че квантъткомпютрите през следващите години вероятно ще бъдат „парчета“ и много скъпи устройства. Малко вероятно е те да са в джоба на обикновен потребител, но може да се очаква списък на суперкомпютри.

Вероятно е квантовите компютри да бъдат предлагани под формата на облачни изчисления, когато техните ресурси могат да бъдат използвани от заинтересовани изследователи и организации.

5
/
5
(
2

гласуване
)