Авторские материалы «Это бомба»: квантовый компьютер решает сложнейшие задачи за пару минут

Полет в космос первого спутника – с таким событием российские эксперты сравнивают создание и запуск компанией Google 54-кубитного процессора. Это устройство способно за пару минут выполнить задачи, которые современные компьютеры выполняли бы много лет. Эксперимент корпорации доказывает эффективность квантовых компьютеров, что раньше ставили под сомнение. В России тоже ведутся подобные разработки. Подробнее о технологии будущего – корреспондент "Вестей FM" Вера Десятова.

3 минуты 20 секунд вместо 10 000 лет – вот такая разница работы квантового компьютера и самого мощного в мире, но обычного. Результаты эксперимента сейчас сравнивают с испытанием первой атомной бомбы, потому что это – рождение нового типа вычислений. И всё это происходит в так называемой новой физике. Про нее нобелевский лауреат Ричард Фейнман говорил: «Это нормально – не понимать квантовую механику, потому что никто её не понимает». Тем не менее, про квантовые компьютеры сейчас много доступной информации, в том числе на YouTube:

Другими словами, если бит представить как монету с орлом или решкой, то кубиты это – вращающаяся монета: они одновременно и орлы, и решки. Также есть понятие "квантовая суперпозиция". Благодаря ей кубит может принимать значения, которые являются комбинацией основных значений. И находиться во всех этих состояниях одновременно. В этом и заключается параллельность квантовых вычислений. Такой компьютер не будет проверять все варианты по очереди, а будет делать это параллельно. И для расчета системы из 100 частиц достаточно лишь 100 кубитов, а не триллион триллионов бит.

Компьютеры помогут в решении задач, где нужно перебрать огромное количество вариантов. И тогда можно будет оптимизировать самые разные процессы: от медицины и до машиностроения. Они позволят проектировать сложные системы автопилотов, моделировать молекулы ДНК, обрабатывать колоссальные массивы астрономических и физических данных, избавиться от тайн – потому что любые алгоритмы шифрования можно будет сразу взломать и получить доступ к чему угодно. И в этом одновременно и угроза. Возможно, поэтому разработку связывают с атомной бомбой.

Почему же квантовые компьютеры до сих пор не продаются в каждом магазине техники? Дело в том, что они чрезвычайно чувствительны к любым воздействиям окружающей среды, которые заставляют их квантовое состояние колебаться и исчезать. Этот эффект называется декогеренцией. Такой «фазовый шум» – катастрофа для техники, потому что он уничтожает суперпозицию и заставляет кубиты принимать ограниченные значения. Квантовый компьютер превращается в обычный – и очень медленный. Эксперимент Google доказал, что справиться с этой проблемой реально. Правда, конкуренты корпорации – компания IBM – заявила, что поисковик сильно преувеличил свои достижения. С той же операцией их «двоичный» компьютер справился бы за 2,5 дня, а не 10 000 лет. Но это все равно не 3 минуты.

В России тоже готовятся к прорыву, как у Google. Фонд перспективных исследований объединил ведущие научные институты и к 2021 году должен разработать и запустить российский 50-кубитный квантовый компьютер.