О квантовых компьютерах много говорят в научном мире, но что их появление означает для обычных людей? Разбираемся, как именно квантовые вычисления могут изменить привычный мир и будут ли у нас когда-то квантовые ноутбуки.
Квантовые компьютеры активно разрабатываются с 1980-х гг., а первая работающая модель появилась в 1998 году и содержала два кубита – минимальных единицы информации, соответствующих битам в обычном ПК.
Сейчас многокубитные компьютеры разрабатываются несколькими крупными технологическими компаниями – Google, IBM, Honeywell, Intel, Amazon и др.
На данный момент считается, что наибольшего успеха достиг 53-кубитный квантовый компьютер Sycamore компании Google. В 2019 году было заявлено, что он примерно за 3,5 минуты произвел расчет, на который суперкомпьютеру потребовалось бы около 10 000 лет. Но доклад об этом был позднее удален, потому сложно с уверенностью утверждать, что он обладает так называемым квантовым превосходством.
Квантовый компьютер Sycamore компании Google
Однако, уже очевидно, что в будущем квантовые компьютеры смогут совершать сложнейшие расчеты за короткое время. Дело в том, что их скорость вычислений намного больше, чем у обычных компьютеров. Это достигается за счет двух квантовых состояний – суперпозиции и запутанности. Суперпозиция означает, что кубиты содержат не просто ноль или единицу, но и то и другое одновременно. Под запутанностью понимается взаимодействие кубитов возможное даже на большом расстоянии.
Сейчас квантовые компьютеры находятся на стадии прототипов, и у них есть как минимум две основные проблемы: экстремальные условия работы и большое количество ошибок в вычислениях.
Для нормального функционирования этим устройствам необходимо охлаждение жидким гелием примерно до –273 ℃. Также квантовые компьютеры используют вероятностный принцип вместо детерминированного, и это часто приводит к неточным результатам вычислений.
Квантовый компьютер IBM
Все это ведет к тому, что пока существуют в основном теории о том, как квантовые компьютеры повлияют на наш мир. Причем среди них есть и путешествия во времени, и открытие параллельных вселенных. Но на деле все немного более прозаично.
1. Искусственный интеллект и машинное обучение
В этой области могут пригодиться как раз квантовые компьютеры, имеющие огромный потенциал в обработке большого количества данных и сверхскоростных вычислений.
2. Кибербезопасность
В сфере кибербезопасности уже существует понятие квантовой криптографии. Речь идет о том, чтобы создать новые протоколы безопасности, которые будет почти невозможно взломать.
Уже сейчас существуют специальные линии связи, в которых информация защищена специальным квантовым шифрованием. В России такая линия соединяет Москву и Санкт-Петербург.
3. Разработка лекарств
Квантовые компьютеры гипотетически способны предсказывать исход ситуаций, и это может использоваться в медицине. Считается что однажды они смогут предсказать, как будут вести себя молекулы в разных сценариях, а значит, как лекарство будет воздействовать на организм человека.
Это поможет сделать процесс разработки препаратов более быстрым и менее затратным.
Квантовый компьютер IBM
Что касается домашних квантовых компьютеров, то вряд ли их появление возможно в обозримом будущем. Нынешний уровень развития технологий просто не позволяет сделать компактный ноутбук из огромного квантового компьютера, чья система охлаждения занимает целую комнату.
К тому же обычному пользователю ни к чему квантовые мощности, ему вполне достаточно той скорости вычислений, которую может предоставить стандартный компьютер.
Но отметим, что классические компьютеры когда-то также занимали огромные помещения. К тому же, если закон Мура перестанет выполняться, то человечество вполне может полностью перейти на квантовые вычисления. Но вряд ли это произойдет в ближайшее время.
Поделиться
