Η αρχή λειτουργίας ενός κβαντικού υπολογιστή. Κβαντικός υπολογιστής στη Ρωσία - μύθος ή πραγματικότητα; Ο κβαντικός υπολογιστής θα δώσει στην ανθρωπότητα τεράστιες ευκαιρίες

Είστε όλοι συνηθισμένοι στους υπολογιστές μας: το πρωί διαβάζουμε ειδήσεις από smartphone, το απόγευμα δουλεύουμε με φορητό υπολογιστή και το βράδυ βλέπουμε ταινίες σε tablet. Όλες αυτές οι συσκευές έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό - έναν επεξεργαστή πυριτίου που αποτελείται από δισεκατομμύρια τρανζίστορ. Η αρχή λειτουργίας τέτοιων τρανζίστορ είναι αρκετά απλή - ανάλογα με την παρεχόμενη τάση, έχουμε μια διαφορετική τάση στην έξοδο, η οποία ερμηνεύεται είτε ως λογική 0 είτε ως λογική 1. Για να πραγματοποιηθούν λειτουργίες διαίρεσης, υπάρχει μια μετατόπιση bit - αν, για παράδειγμα, ήμασταν ο αριθμός 1101, τότε μετά τη μετατόπισή του κατά 1 bit προς τα αριστερά θα είναι 01101, και αν τώρα τον μετατοπίσουμε κατά 1 bit προς τα δεξιά θα είναι 01110. Και το κύριο πρόβλημα βρίσκεται στο γεγονός ότι για την ίδια διαίρεση μπορεί να χρειαστούν αρκετές δεκάδες τέτοιες επιχειρήσεις. Ναι, δεδομένου του γεγονότος ότι υπάρχουν δισεκατομμύρια τρανζίστορ, μια τέτοια λειτουργία διαρκεί νανοδευτερόλεπτα, αλλά αν υπάρχουν πολλές λειτουργίες, χάνουμε χρόνο σε αυτούς τους υπολογισμούς.

Πώς λειτουργούν οι κβαντικοί υπολογιστές

Κβαντικός υπολογιστήςπροσφέρει μια εντελώς διαφορετική μέθοδο υπολογισμού. Ας ξεκινήσουμε με τον ορισμό:

Κβαντικός υπολογιστής -υπολογιστική συσκευή, που χρησιμοποιεί φαινόμενακβαντική υπέρθεσηΚαικβαντική εμπλοκήγια μετάδοση και επεξεργασία δεδομένων.

Προφανώς δεν έχει γίνει πιο ξεκάθαρο. Η κβαντική υπέρθεση μας λέει ότι το σύστημα, με κάποιο βαθμό πιθανότητας, υπάρχει σε όλες τις δυνατές καταστάσεις για αυτό (το άθροισμα όλων των πιθανοτήτων, φυσικά, είναι ίσο με 100% ή 1). Ας το δούμε αυτό με ένα παράδειγμα. Οι πληροφορίες στους κβαντικούς υπολογιστές αποθηκεύονται σε qubits - ενώ τα συνηθισμένα bit μπορεί να έχουν κατάσταση 0 ή 1, τότε ένα qubit μπορεί να έχει κατάσταση 0, 1 και 0 και 1 ταυτόχρονα. Επομένως, εάν έχουμε 3 qubits, για παράδειγμα 110, τότε αυτή η έκφραση σε bit είναι ισοδύναμη με 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.

Τι μας δίνει αυτό; Αυτό είναι όλο! Για παράδειγμα, έχουμε έναν ψηφιακό κωδικό πρόσβασης 4 χαρακτήρων. Πώς θα το χακάρει ένας κανονικός επεξεργαστής; Απλώς αναζητήστε από 0000 έως 9999. 9999 in δυαδικό σύστημαέχει τη μορφή 10011100001111, δηλαδή για να το γράψουμε χρειαζόμαστε 14 bit. Επομένως, εάν έχουμε έναν κβαντικό υπολογιστή με 14 qubits, γνωρίζουμε ήδη τον κωδικό πρόσβασης: εξάλλου, μια από τις πιθανές καταστάσεις ενός τέτοιου συστήματος είναι ο κωδικός πρόσβασης! Ως αποτέλεσμα, όλα τα προβλήματα που ακόμη και οι υπερυπολογιστές χρειάζονται μέρες για να υπολογίσουν θα λυθούν άμεσα χρησιμοποιώντας κβαντικά συστήματα: χρειάζεται να βρείτε μια ουσία με ορισμένες ιδιότητες; Κανένα πρόβλημα, φτιάξτε ένα σύστημα με τον ίδιο αριθμό qubits με τις απαιτήσεις σας για την ύλη - και η απάντηση θα είναι ήδη στην τσέπη σας. Χρειάζεται να δημιουργήσετε AI (τεχνητή νοημοσύνη; Δεν θα μπορούσε να είναι πιο απλό: ενώ ένας κανονικός υπολογιστής θα δοκιμάσει όλους τους συνδυασμούς, ένας κβαντικός υπολογιστής θα λειτουργεί με αστραπιαία ταχύτητα, επιλέγοντας την καλύτερη απάντηση.


Φαίνεται ότι όλα είναι υπέροχα, αλλά υπάρχει ένα σημαντικό πρόβλημα - πώς μαθαίνουμε το αποτέλεσμα των υπολογισμών; Με έναν κανονικό υπολογιστή, όλα είναι απλά - μπορούμε να το πάρουμε και να το διαβάσουμε συνδέοντας απευθείας με τον επεξεργαστή: το λογικό 0 και 1 ερμηνεύονται σίγουρα εκεί ως απουσία και παρουσία φόρτισης. Αλλά αυτό δεν θα λειτουργήσει με qubits - τελικά, σε κάθε στιγμή του χρόνου βρίσκεται σε αυθαίρετη κατάσταση. Και εδώ είναι που η κβαντική εμπλοκή έρχεται να μας βοηθήσει. Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι μπορείτε να πάρετε ένα ζευγάρι σωματιδίων που συνδέονται μεταξύ τους (με επιστημονικούς όρους - εάν, για παράδειγμα, η προβολή περιστροφής ενός μπερδεμένου σωματιδίου είναι αρνητική, τότε το άλλο θα είναι σίγουρα θετικό). Πώς φαίνεται στα δάχτυλά σας; Ας υποθέσουμε ότι έχουμε δύο κουτιά που το καθένα περιέχει ένα κομμάτι χαρτί. Μεταφέρουμε κουτιά σε οποιαδήποτε απόσταση, ανοίγουμε ένα από αυτά και βλέπουμε ότι είναι το χαρτί μέσα σε αυτό οριζόντια λωρίδα. Αυτό σημαίνει αυτόματα ότι το άλλο κομμάτι χαρτί θα έχει κάθετες ρίγες. Αλλά το πρόβλημα είναι ότι μόλις γνωρίζουμε την κατάσταση ενός κομματιού χαρτιού (ή σωματιδίου), το κβαντικό σύστημα καταρρέει - η αβεβαιότητα εξαφανίζεται, τα qubits μετατρέπονται σε συνηθισμένα bits.

Επομένως, οι υπολογισμοί στους κβαντικούς υπολογιστές είναι ουσιαστικά εφάπαξ: δημιουργούμε ένα σύστημα που αποτελείται από μπερδεμένα σωματίδια (ξέρουμε πού βρίσκονται τα άλλα «μισά» τους). Πραγματοποιούμε υπολογισμούς και μετά "ανοίγουμε το κουτί με το κομμάτι χαρτί" - ανακαλύπτουμε την κατάσταση των μπερδεμένων σωματιδίων, και επομένως την κατάσταση των σωματιδίων στον κβαντικό υπολογιστή, και επομένως το αποτέλεσμα των υπολογισμών. Έτσι, για νέους υπολογισμούς, πρέπει να δημιουργήσετε ξανά qubits - απλά το "κλείσιμο του κουτιού με το κομμάτι χαρτί" δεν θα λειτουργήσει - σε τελική ανάλυση, γνωρίζουμε ήδη τι σχεδιάζεται στο κομμάτι χαρτί.

Τίθεται το ερώτημα - αφού ένας κβαντικός υπολογιστής μπορεί να μαντέψει αμέσως τυχόν κωδικούς πρόσβασης - πώς να προστατέψετε τις πληροφορίες; Θα εξαφανιστεί το απόρρητο με την εμφάνιση τέτοιων συσκευών; Φυσικά και όχι. Η λεγόμενη κβαντική κρυπτογράφηση έρχεται στη διάσωση: βασίζεται στο γεγονός ότι όταν προσπαθείτε να «διαβάσετε» μια κβαντική κατάσταση, αυτή καταστρέφεται, γεγονός που καθιστά αδύνατη κάθε hacking.

Οικιακός κβαντικός υπολογιστής

Λοιπόν τελευταία ερώτηση- αφού οι κβαντικοί υπολογιστές είναι τόσο δροσεροί, ισχυροί και δεν μπορούν να παραβιαστούν - γιατί δεν τους χρησιμοποιούμε; Το πρόβλημα είναι ασήμαντο - η αδυναμία εφαρμογής ενός κβαντικού συστήματος σε συνηθισμένες συνθήκες σπιτιού. Για να υπάρχει ένα qubit σε κατάσταση υπέρθεσης επ' αόριστον, χρειάζονται εξαιρετικά συγκεκριμένες συνθήκες: πλήρες κενό (απουσία άλλων σωματιδίων), θερμοκρασία όσο το δυνατόν πλησιέστερη στο μηδέν Kelvin (για υπεραγωγιμότητα) και πλήρης απουσία ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία(για απουσία επιρροής στο κβαντικό σύστημα). Συμφωνώ, είναι δύσκολο να δημιουργηθούν τέτοιες συνθήκες στο σπίτι, για να το θέσω ήπια, αλλά η παραμικρή απόκλιση θα οδηγήσει στο γεγονός ότι η κατάσταση υπέρθεσης θα εξαφανιστεί και τα αποτελέσματα υπολογισμού θα είναι λανθασμένα. Το δεύτερο πρόβλημα είναι να αλληλεπιδράσουν τα qubits μεταξύ τους - όταν αλληλεπιδρούν, η διάρκεια ζωής τους μειώνεται καταστροφικά. Ως αποτέλεσμα, το μέγιστο για αυτήν την ημέρα είναι οι κβαντικοί υπολογιστές με μερικές δεκάδες qubits.

Ωστόσο, υπάρχουν κβαντικοί υπολογιστές από το D-Wave που έχουν 1000 qubits, αλλά, γενικά, δεν είναι πραγματικοί κβαντικοί υπολογιστές, επειδή δεν χρησιμοποιούν τις αρχές της κβαντικής εμπλοκής, επομένως δεν μπορούν να λειτουργήσουν σύμφωνα με τους κλασικούς κβαντικούς αλγόριθμους:


Ωστόσο, τέτοιες συσκευές αποδεικνύονται σημαντικά (χιλιάδες φορές) πιο ισχυρές από τους συμβατικούς υπολογιστές, κάτι που μπορεί να θεωρηθεί σημαντική ανακάλυψη. Ωστόσο, δεν θα αντικαταστήσουν τις συσκευές χρήστη σύντομα - πρώτα πρέπει είτε να μάθουμε να δημιουργούμε συνθήκες για τη λειτουργία τέτοιων συσκευών στο σπίτι ή, αντίθετα, να «κάνουμε» τέτοιες συσκευές να λειτουργούν στις συνθήκες που γνωρίζουμε. Τα βήματα προς τη δεύτερη κατεύθυνση έχουν ήδη γίνει - το 2013, ο πρώτος κβαντικός υπολογιστής δύο qubit δημιουργήθηκε σε ακαθαρσίες διαμαντιών, που λειτουργούσε σε θερμοκρασία δωματίου. Ωστόσο, δυστυχώς, αυτό είναι απλώς ένα πρωτότυπο και 2 qubits δεν αρκούν για υπολογισμούς. Έτσι, η αναμονή για τους κβαντικούς υπολογιστές είναι ακόμα πολύ, πολύ μεγάλη.

Η επιστήμη δεν μένει ακίνητη και, όπως φαίνεται, αυτό που θεωρούνταν μυστικισμός χθες είναι σήμερα μια αναμφισβήτητη πραγματικότητα. Έτσι τώρα, οι μύθοι για τους παράλληλους κόσμους μπορεί να γίνουν ένα κοινό γεγονός στο μέλλον. Πιστεύεται ότι η έρευνα στον τομέα της δημιουργίας ενός κβαντικού υπολογιστή θα βοηθήσει στην επίτευξη αυτής της δήλωσης. Η Ιαπωνία βρίσκεται στην κορυφή. Η ουσία αυτής της ανακάλυψης είναι πιο κατανοητή σε όσους συνδέονται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο με τη φυσική. Αλλά οι περισσότεροι από εμάς αποφοιτήσαμε από το γυμνάσιο, όπου το εγχειρίδιο της 11ης τάξης κάλυπτε ορισμένα ερωτήματα της κβαντικής φυσικής.

Εκεί που ξεκίνησαν όλα

Ας θυμίσουμε ότι η αρχή έγινε από δύο βασικές ανακαλύψεις, για τις οποίες οι συγγραφείς τους τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ. Το 1918, ο Μαξ Πλανκ ανακάλυψε το κβαντικό και Άλμπερτ Αϊνστάιντο 1921 φωτόνιο. Η ιδέα της δημιουργίας ενός κβαντικού υπολογιστή ξεκίνησε το 1980, όταν αποδείχθηκε η αλήθεια της κβαντικής θεωρίας. Και οι ιδέες άρχισαν να εφαρμόζονται μόνο το 1998. Μαζική και ταυτόχρονα αρκετά αποτελεσματική δουλειά έχει γίνει μόνο τα τελευταία 10 χρόνια.

Οι βασικές αρχές είναι σαφείς, αλλά με κάθε βήμα προς τα εμπρός προκύπτουν όλο και περισσότερα προβλήματα, η επίλυση των οποίων διαρκεί πολύ, αν και πολλά εργαστήρια σε όλο τον κόσμο εργάζονται για αυτό το πρόβλημα. Οι απαιτήσεις για έναν τέτοιο υπολογιστή είναι πολύ υψηλές, αφού η ακρίβεια μέτρησης πρέπει να είναι πολύ υψηλή και ο αριθμός των εξωτερικών επιρροών πρέπει να ελαχιστοποιηθεί, καθεμία από τις οποίες θα παραμορφώσει τη λειτουργία του κβαντικού συστήματος.

ΓΙΑΤΙ ΧΡΕΙΑΖΕΤΑΙ ΕΝΑ ΚΒΑΝΤΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ;

Σε τι βασίζεται ένας κβαντικός υπολογιστής;

Όλοι, σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό, έχουν μια ιδέα για το πώς λειτουργεί ένας κανονικός υπολογιστής. Το νόημά του έγκειται στη χρήση δυαδικής κωδικοποίησης, όπου η παρουσία μιας ορισμένης τιμής τάσης λαμβάνεται ως 1 και η απουσία του 0, που εκφράζεται ως 0 ή 1, θεωρείται λίγο. Η λειτουργία ενός κβαντικού υπολογιστή συνδέεται με την έννοια του spin. Για όσους περιορίζουν τη φυσική στη σχολική γνώση, μπορούν να διαφωνήσουν για την ύπαρξη τριών στοιχειωδών σωματιδίων και την παρουσία απλών χαρακτηριστικών σε αυτά, όπως η μάζα και το φορτίο.

Αλλά οι φυσικοί προσθέτουν συνεχώς στην κατηγορία των στοιχειωδών σωματιδίων και τα χαρακτηριστικά τους, ένα από τα οποία είναι το σπιν. Και μια ορισμένη κατεύθυνση του σπιν του σωματιδίου λαμβάνεται ως 1 και η αντίθετη φορά του ως 0. Αυτό είναι παρόμοιο με το σχέδιο ενός τρανζίστορ. Το κύριο στοιχείο θα ονομάζεται ήδη κβαντικό bit ή qubit. Μπορεί να είναι φωτόνια, άτομα, ιόντα και ατομικοί πυρήνες.

Η κύρια προϋπόθεση εδώ είναι η παρουσία δύο κβαντικών καταστάσεων. Η αλλαγή της κατάστασης ενός συγκεκριμένου bit σε έναν συμβατικό υπολογιστή δεν οδηγεί σε αλλαγές σε άλλους, αλλά σε έναν κβαντικό υπολογιστή, η αλλαγή ενός θα οδηγήσει σε αλλαγή στην κατάσταση άλλων σωματιδίων. Αυτή η αλλαγή μπορεί να ελεγχθεί και φανταστείτε ότι υπάρχουν εκατοντάδες τέτοια σωματίδια.

Φανταστείτε μόνο πόσες φορές θα αυξηθεί η παραγωγικότητα ενός τέτοιου μηχανήματος. Αλλά η δημιουργία μιας ολιστικής τον πιο πρόσφατο υπολογιστή- αυτό είναι μόνο μια υπόθεση, υπάρχει πολλή δουλειά που πρέπει να γίνει από τους φυσικούς σε αυτόν τον τομέα της κβαντικής μηχανικής, που ονομάζεται μηχανική πολλών σωματιδίων. Ο πρώτος μίνι κβαντικός υπολογιστής αποτελούνταν από 16 qubits. Πρόσφατα, κυκλοφόρησαν υπολογιστές που χρησιμοποιούν 512 qubit, αλλά χρησιμοποιούνται ήδη για την αύξηση της ταχύτητας εκτέλεσης πολύπλοκων υπολογισμών. Το Quipper είναι μια γλώσσα σχεδιασμένη ειδικά για τέτοιες μηχανές.

Ακολουθία των ενεργειών που εκτελούνται

Κατά τη δημιουργία ενός υπολογιστή νέας γενιάς, υπάρχουν τέσσερις κατευθύνσεις, οι οποίες διαφέρουν στο ότι λειτουργούν ως λογικά qubits:

1. την κατεύθυνση των σπιν των σωματιδίων που αποτελούν τη βάση του ατόμου.
2. την παρουσία ή την απουσία ενός ζεύγους Cooper σε μια καθορισμένη θέση στο διάστημα·
3. σε ποια κατάσταση βρίσκεται το εξωτερικό ηλεκτρόνιο;
4. διαφορετικές καταστάσεις του φωτονίου.

Τώρα ας δούμε το κύκλωμα με το οποίο λειτουργεί ο υπολογιστής. Αρχικά, πάρτε ένα σύνολο από qubits και γράψτε τα αρχικές παραμέτρους. Οι μετασχηματισμοί εκτελούνται χρησιμοποιώντας λογικές πράξεις και η προκύπτουσα τιμή, η οποία είναι το αποτέλεσμα που εξάγεται από τον υπολογιστή, καταγράφεται. Τα Qubits λειτουργούν ως καλώδια και οι μετασχηματισμοί είναι λογικά μπλοκ. Ένας τέτοιος επεξεργαστής προτάθηκε από τον D. Deutsch, ο οποίος το 1995 κατάφερε να δημιουργήσει μια αλυσίδα ικανή να εκτελέσει οποιουσδήποτε υπολογισμούς σε κβαντικό επίπεδο. Αλλά ένα τέτοιο σύστημα παράγει μικρά σφάλματα, τα οποία μπορούν να μειωθούν ελαφρώς αυξάνοντας τον αριθμό των λειτουργιών που εμπλέκονται στον αλγόριθμο.

Πώς λειτουργεί ένας Κβαντικός Υπολογιστής;

Τι έχουμε πετύχει;

Μέχρι στιγμής, έχουν αναπτυχθεί μόνο δύο τύποι κβαντικών υπολογιστών, αλλά η επιστήμη δεν μένει ακίνητη. Η λειτουργία και των δύο μηχανών βασίζεται σε κβαντικά φαινόμενα:

1. συνδέονται με την υπεραγωγιμότητα. Όταν παραβιάζεται, παρατηρείται κβαντοποίηση.
2. βασίζεται σε μια ιδιότητα όπως η συνοχή. Η ταχύτητα υπολογισμού τέτοιων υπολογιστών διπλασιάζεται σε σύγκριση με τον αριθμό των qubits.

Ο δεύτερος τύπος αυτών που εξετάζονται θεωρείται προτεραιότητα στον τομέα της δημιουργίας κβαντικών υπολογιστών.

Επιτεύγματα διαφόρων χωρών.

Με λίγα λόγια, τα επιτεύγματα της τελευταίας 10ετίας είναι σημαντικά. Μπορεί κανείς να σημειώσει τον υπολογιστή δύο qubit με λογισμικό που δημιουργήθηκε στην Αμερική. Κατάφεραν επίσης να παράγουν έναν υπολογιστή δύο qubit με κρύσταλλο διαμαντιού. Η κατεύθυνση του σπιν των σωματιδίων του αζώτου και των συστατικών του: ο πυρήνας και το ηλεκτρόνιο χρησιμοποιήθηκαν ως qubits. Για την παροχή σημαντικής προστασίας, ένα πολύ πολύπλοκο σύστημαεπιτρέποντάς σας να δώσετε αποτελέσματα με ακρίβεια 95%.

ICQT 2017. John Martinis, Google: Quantum Computer: Life After the Moore's Law

Γιατί χρειάζονται όλα αυτά;

Η δημιουργία κβαντικών υπολογιστών έχει ήδη συζητηθεί. Αυτοί οι υπολογιστές δεν είναι το αποτέλεσμα αυτού που προσπαθούσαν, αλλά βρήκαν τον αγοραστή τους. Η αμερικανική αμυντική εταιρεία Lockheed Martin πλήρωσε 10 εκατομμύρια δολάρια. Η απόκτησή τους είναι ικανή να βρει λάθη στο πιο περίπλοκο πρόγραμμα που είναι εγκατεστημένο στο μαχητικό F-35. Η Google θέλει να ξεκινήσει προγράμματα μηχανικής εκμάθησης με την απόκτησή της.

Μελλοντικός

Στην ανάπτυξη ενός κβαντικού υπολογιστήπολύ ενδιαφέρον μεγάλες εταιρείεςκαι το κράτος. Θα οδηγήσει σε νέες ανακαλύψεις στον τομέα της ανάπτυξης κρυπτογραφικών αλγορίθμων. Ο χρόνος θα αποφασίσει αν αυτό θα ωφελήσει το κράτος ή τους χάκερ. Αλλά η δουλειά της δημιουργίας και της αναγνώρισης κρυπτογραφικών κλειδιών θα γίνει άμεσα. Πολλά προβλήματα που σχετίζονται με μια τραπεζική κάρτα θα λυθούν.

Τα μηνύματα θα μεταδίδονται με τρομερή ταχύτητα και δεν θα υπάρχουν προβλήματα επικοινωνίας με οποιοδήποτε σημείο του πλανήτη, και ίσως και πέρα ​​από αυτό.

Ένας τέτοιος υπολογιστής θα βοηθήσει να γίνει αυτό, ειδικά στην αποκρυπτογράφηση του γενετικού κώδικα. Αυτό θα οδηγήσει στην επίλυση πολλών ιατρικών προβλημάτων.

Και, φυσικά, θα ανοίξει την πόρτα σε μια χώρα μυστικιστικών μυστικών και παράλληλων κόσμων.

Μας περιμένουν μεγάλα σοκ. Όλα όσα έχουμε συνηθίσει είναι μόνο ένα μέρος αυτού του κόσμου, στον οποίο έχει ήδη δοθεί το όνομα Κβαντική Πραγματικότητα. Θα σας βοηθήσουν να προχωρήσετε πέρα ​​από τον υλικό κόσμο, που είναι η αρχή λειτουργίας ενός κβαντικού υπολογιστή.

Για τους κβαντικούς υπολογιστές, τουλάχιστον θεωρητικά, γίνεται λόγος εδώ και δεκαετίες. Σύγχρονοι τύποιΟι μηχανές που χρησιμοποιούν μη κλασική μηχανική για την επεξεργασία δυνητικά ασύλληπτων ποσοτήτων δεδομένων ήταν μια σημαντική ανακάλυψη. Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, η υλοποίησή τους αποδείχθηκε ίσως η πιο περίπλοκη τεχνολογία που δημιουργήθηκε ποτέ. Οι κβαντικοί επεξεργαστές λειτουργούν σε επίπεδα ύλης που η ανθρωπότητα έμαθε μόλις πριν από 100 χρόνια. Οι δυνατότητες τέτοιων υπολογιστών είναι τεράστιες. Η χρήση των παράξενων ιδιοτήτων των κβάντων θα επιταχύνει τους υπολογισμούς, έτσι πολλά προβλήματα που επί του παρόντος είναι πέρα ​​από τις δυνατότητες των κλασικών υπολογιστών θα λυθούν. Και όχι μόνο στον τομέα της χημείας και της επιστήμης των υλικών. Η Wall Street ενδιαφέρεται επίσης.

Επένδυση στο μέλλον

Ο Όμιλος CME έχει επενδύσει στην 1QB Information Technologies Inc. με έδρα το Βανκούβερ, η οποία αναπτύσσει λογισμικόγια κβαντικούς επεξεργαστές. Σύμφωνα με τους επενδυτές, τέτοιοι υπολογισμοί πιθανότατα θα έχουν τον μεγαλύτερο αντίκτυπο στις βιομηχανίες που ασχολούνται μεγάλους όγκουςδεδομένα ευαίσθητα στον χρόνο. Παράδειγμα τέτοιων καταναλωτών είναι τα χρηματοπιστωτικά ιδρύματα. Η Goldman Sachs επένδυσε στην D-Wave Systems και η In-Q-Tel χρηματοδοτείται από τη CIA. Η πρώτη παράγει μηχανές που κάνουν αυτό που ονομάζεται «κβαντική ανόπτηση», δηλαδή λύνουν προβλήματα βελτιστοποίησης χαμηλού επιπέδου χρησιμοποιώντας έναν κβαντικό επεξεργαστή. Η Intel επενδύει επίσης σε αυτή η τεχνολογία, αν και θεωρεί την εφαρμογή του θέμα του μέλλοντος.

Γιατί είναι απαραίτητο αυτό;

Ο λόγος που ο κβαντικός υπολογιστής είναι τόσο συναρπαστικός είναι λόγω του τέλειου συνδυασμού του με τη μηχανική μάθηση. Αυτή είναι προς το παρόν η κύρια εφαρμογή για τέτοιους υπολογισμούς. Μέρος της ιδέας ενός κβαντικού υπολογιστή είναι η χρήση μιας φυσικής συσκευής για την εύρεση λύσεων. Μερικές φορές αυτή η έννοια εξηγείται χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός παιχνιδιού. Angry Birds. Για την προσομοίωση της βαρύτητας και της αλληλεπίδρασης αντικειμένων που συγκρούονται, η CPU του tablet χρησιμοποιεί μαθηματικές εξισώσεις. Οι κβαντικοί επεξεργαστές ανατρέπουν αυτήν την προσέγγιση. «Πετάνε» λίγα πουλάκια και βλέπουν τι γίνεται. Τα πουλιά καταγράφονται στο μικροτσίπ, πετιούνται, ποια είναι η βέλτιστη τροχιά; Μετά ελέγχονται όλα πιθανές λύσειςή τουλάχιστον ένας πολύ μεγάλος συνδυασμός τους, και η απάντηση δίνεται. Σε έναν κβαντικό υπολογιστή δεν υπάρχει μαθηματικός, αντ 'αυτού λειτουργούν οι νόμοι της φυσικής.

Πώς λειτουργεί;

Τα βασικά δομικά στοιχεία του κόσμου μας είναι η κβαντομηχανική. Αν κοιτάξετε τα μόρια, ο λόγος που σχηματίζονται και παραμένουν σταθερά είναι η αλληλεπίδραση των τροχιακών τους ηλεκτρονίων. Όλοι οι κβαντομηχανικοί υπολογισμοί περιέχονται σε καθένα από αυτούς. Ο αριθμός τους αυξάνεται εκθετικά με τον αριθμό των προσομοιωμένων ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, για 50 ηλεκτρόνια υπάρχουν 2 έως 50η δύναμη πιθανές επιλογές. Αυτό είναι εκπληκτικό, επομένως είναι αδύνατο να το υπολογίσουμε σήμερα. Η σύνδεση της θεωρίας της πληροφορίας με τη φυσική μπορεί να δείξει τον δρόμο για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων. Ένας υπολογιστής 50 qubit μπορεί να το κάνει αυτό.

Η αυγή μιας νέας εποχής

Σύμφωνα με τον Landon Downs, πρόεδρο και συνιδρυτή του 1QBit, ένας κβαντικός επεξεργαστής είναι η ικανότητα να αξιοποιεί την υπολογιστική ισχύ του υποατομικού κόσμου, κάτι που έχει τεράστιες συνέπειες για την απόκτηση νέων υλικών ή τη δημιουργία νέων φαρμάκων. Υπάρχει μια στροφή από το παράδειγμα της ανακάλυψης σε μια νέα εποχή του σχεδιασμού. Για παράδειγμα, ο κβαντικός υπολογισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μοντελοποίηση καταλυτών που αφαιρούν τον άνθρακα και το άζωτο από την ατμόσφαιρα και με αυτόν τον τρόπο βοηθούν να σταματήσει η υπερθέρμανση του πλανήτη.

Στην πρώτη γραμμή της προόδου

Η κοινότητα ανάπτυξης τεχνολογίας είναι εξαιρετικά ενθουσιασμένη και ενεργή. Ομάδες σε όλο τον κόσμο σε νεοφυείς επιχειρήσεις, εταιρείες, πανεπιστήμια και κυβερνητικά εργαστήρια αγωνίζονται για την κατασκευή μηχανών που χρησιμοποιούν διαφορετικές προσεγγίσεις για την επεξεργασία κβαντικών πληροφοριών. Υπεραγώγιμα τσιπ qubit και παγιδευμένα qubit ιόντων έχουν δημιουργηθεί από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Maryland και το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας των ΗΠΑ. Η Microsoft αναπτύσσει μια τοπολογική προσέγγιση που ονομάζεται Station Q, η οποία στοχεύει να εκμεταλλευτεί ένα μη-Αβελιανό ανιόν που δεν έχει ακόμη αποδειχθεί οριστικά ότι υπάρχει.

Η χρονιά μιας πιθανής ανακάλυψης

Και αυτό είναι μόνο η αρχή. Από τα τέλη Μαΐου 2017, ο αριθμός των κβαντικών επεξεργαστών που σαφώς κάνουν κάτι πιο γρήγορο ή καλύτερο από κλασικό υπολογιστή, ισούται με μηδέν. Ένα τέτοιο γεγονός θα καθιέρωσε «κβαντική υπεροχή», αλλά δεν έχει συμβεί ακόμη. Αν και είναι πιθανό αυτό να συμβεί φέτος. Οι περισσότεροι γνώστες λένε ότι το ξεκάθαρο φαβορί είναι η ομάδα της Google με επικεφαλής τον καθηγητή φυσικής στο UC Santa Barbara, John Martini. Στόχος του είναι να επιτύχει υπολογιστική υπεροχή χρησιμοποιώντας έναν επεξεργαστή 49 qubit. Μέχρι τα τέλη Μαΐου 2017, η ομάδα είχε δοκιμάσει με επιτυχία ένα τσιπ 22 qubit ως ενδιάμεσο βήμα προς την αποσυναρμολόγηση ενός κλασικού υπερυπολογιστή.

Από πού ξεκίνησαν όλα;

Η ιδέα της χρήσης της κβαντικής μηχανικής για την επεξεργασία πληροφοριών υπάρχει εδώ και δεκαετίες. Ένα από τα βασικά γεγονότα συνέβη το 1981, όταν η IBM και το MIT οργάνωσαν από κοινού ένα συνέδριο για τη φυσική των υπολογιστών. Ο διάσημος φυσικός πρότεινε την κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή. Σύμφωνα με τον ίδιο, η κβαντομηχανική θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για τη μοντελοποίηση. Και αυτό είναι ένα υπέροχο έργο γιατί δεν φαίνεται τόσο εύκολο. Η αρχή λειτουργίας του κβαντικού επεξεργαστή βασίζεται σε πολλές περίεργες ιδιότητες των ατόμων - υπέρθεση και εμπλοκή. Ένα σωματίδιο μπορεί να βρίσκεται σε δύο καταστάσεις ταυτόχρονα. Ωστόσο, όταν μετρηθεί, θα εμφανιστεί μόνο σε ένα από αυτά. Και είναι αδύνατο να προβλεφθεί ποια, εκτός από την προοπτική της θεωρίας πιθανοτήτων. Αυτό το φαινόμενο είναι η βάση του πειράματος σκέψης της γάτας του Schrödinger, η οποία είναι ζωντανή και νεκρή σε ένα κουτί μέχρι που ένας παρατηρητής ρίξει κρυφά μια ματιά. Τίποτα μέσα καθημερινή ζωήδεν λειτουργεί έτσι. Ωστόσο, περίπου 1 εκατομμύριο πειράματα που πραγματοποιήθηκαν από τις αρχές του 20ου αιώνα δείχνουν ότι η υπέρθεση όντως υπάρχει. Και το επόμενο βήμα είναι να καταλάβουμε πώς να χρησιμοποιήσετε αυτήν την έννοια.

Κβαντικός επεξεργαστής: περιγραφή θέσης εργασίας

Τα κλασικά bit μπορούν να λάβουν την τιμή 0 ή 1. Εάν περάσετε τη συμβολοσειρά τους μέσα από "λογικές πύλες" (AND, OR, NOT, κ.λπ.), μπορείτε να πολλαπλασιάσετε αριθμούς, να σχεδιάσετε εικόνες κ.λπ. Ένα qubit μπορεί να πάρει τιμές 0, 1 ή και τα δύο ταυτόχρονα. Εάν, ας πούμε, μπερδεύονται 2 qubit, τότε αυτό τα κάνει τέλεια συσχετισμένα. Ένας κβαντικός επεξεργαστής μπορεί να χρησιμοποιήσει λογικές πύλες. Τ.ν. Η πύλη Hadamard, για παράδειγμα, τοποθετεί το qubit σε μια κατάσταση τέλειας υπέρθεσης. Όταν η υπέρθεση και η εμπλοκή συνδυάζονται με έξυπνα τοποθετημένες κβαντικές πύλες, η δυνατότητα του υποατομικού υπολογισμού αρχίζει να ξεδιπλώνεται. Τα 2 qubit σας επιτρέπουν να εξερευνήσετε 4 καταστάσεις: 00, 01, 10 και 11. Η αρχή λειτουργίας ενός κβαντικού επεξεργαστή είναι τέτοια που η εκτέλεση μιας λογικής λειτουργίας καθιστά δυνατή την εργασία με όλες τις θέσεις ταυτόχρονα. Και ο αριθμός των διαθέσιμων καταστάσεων είναι 2 στη δύναμη του αριθμού των qubits. Έτσι, αν φτιάξατε έναν καθολικό κβαντικό υπολογιστή 50 qubit, θα μπορούσατε θεωρητικά να εξερευνήσετε και τους συνδυασμούς των 1,125 τετρασεκατομμυρίων ταυτόχρονα.

Συγχαρητήρια

Ο κβαντικός επεξεργαστής στη Ρωσία φαίνεται κάπως διαφορετικά. Επιστήμονες από το MIPT και το Ρωσικό Κβαντικό Κέντρο έχουν δημιουργήσει «qudits», τα οποία είναι πολλά «εικονικά» qubits με διαφορετικά επίπεδα «ενέργειας».

Πλάτη

Ένας κβαντικός επεξεργαστής έχει το πλεονέκτημα ότι η κβαντική μηχανική βασίζεται σε πλάτη. Τα πλάτη είναι παρόμοια με τις πιθανότητες, αλλά μπορεί επίσης να είναι αρνητικοί και μιγαδικοί αριθμοί. Έτσι, εάν πρέπει να υπολογίσετε την πιθανότητα ενός συμβάντος, μπορείτε να προσθέσετε τα πλάτη κάθε είδους επιλογέςτην ανάπτυξή τους. Η ιδέα πίσω από τον κβαντικό υπολογισμό είναι να προσπαθήσουμε να τον συντονίσουμε έτσι ώστε ορισμένα μονοπάτια προς λανθασμένες απαντήσεις να έχουν θετικό πλάτος και μερικά αρνητικά, έτσι ώστε να ακυρώνουν το ένα το άλλο. Και τα μονοπάτια που οδηγούν στη σωστή απάντηση θα έχουν πλάτη που είναι σε φάση μεταξύ τους. Το κόλπο είναι να οργανώσετε τα πάντα χωρίς να γνωρίζετε εκ των προτέρων ποια απάντηση είναι σωστή. Έτσι, η εκθετική φύση των κβαντικών καταστάσεων, σε συνδυασμό με τη δυνατότητα παρεμβολής μεταξύ θετικών και αρνητικών πλατών, είναι ένα πλεονέκτημα αυτού του τύπου υπολογισμού.

Ο αλγόριθμος του Shor

Υπάρχουν πολλά προβλήματα που ένας υπολογιστής δεν μπορεί να λύσει. Για παράδειγμα, κρυπτογράφηση. Το πρόβλημα είναι ότι δεν είναι τόσο εύκολο να βρούμε πρώτους παράγοντες ενός 200ψήφιου αριθμού. Ακόμα κι αν ο φορητός υπολογιστής σας διαθέτει εξαιρετικό λογισμικό, ίσως χρειαστεί να περιμένετε χρόνια για να βρείτε την απάντηση. Ένα άλλο ορόσημο λοιπόν στον κβαντικό υπολογισμό ήταν ο αλγόριθμος που δημοσιεύτηκε το 1994 από τον Peter Shore, τώρα καθηγητή μαθηματικών στο MIT. Η μέθοδός του είναι να βρει τους πολλαπλασιαστές μεγάλο αριθμόχρησιμοποιώντας έναν κβαντικό υπολογιστή που δεν υπήρχε ακόμη. Ουσιαστικά, ο αλγόριθμος εκτελεί πράξεις που δείχνουν περιοχές με τη σωστή απάντηση. Το επόμενο έτος, ο Shor ανακάλυψε μια μέθοδο διόρθωσης κβαντικών σφαλμάτων. Τότε πολλοί συνειδητοποίησαν ότι αυτός ήταν ένας εναλλακτικός τρόπος υπολογισμού, ο οποίος σε ορισμένες περιπτώσεις θα μπορούσε να είναι πιο ισχυρός. Στη συνέχεια, υπήρξε ένα κύμα ενδιαφέροντος από την πλευρά των φυσικών για τη δημιουργία qubits και λογικών πυλών μεταξύ τους. Και τώρα, δύο δεκαετίες αργότερα, η ανθρωπότητα βρίσκεται στα πρόθυρα της δημιουργίας ενός ολοκληρωμένου κβαντικού υπολογιστή.

Γεια και πάλι σε όλους τους αναγνώστες του blog μου! Χθες, μερικές ιστορίες για έναν «κβαντικό» υπολογιστή εμφανίστηκαν για άλλη μια φορά στις ειδήσεις. Γνωρίζουμε από το μάθημα της σχολικής φυσικής ότι ένα κβάντο είναι ένα ορισμένο πανομοιότυπο μέρος ενέργειας, υπάρχει επίσης η φράση «κβαντικό άλμα», δηλαδή μια στιγμιαία μετάβαση από ένα ορισμένο ενεργειακό επίπεδο σε ένα ακόμη υψηλότερο. υψηλό επίπεδο.. Ας καταλάβουμε μαζί τι είναι ένας κβαντικός υπολογιστής και τι μας περιμένει όλους όταν εμφανιστεί αυτή η μηχανή θαύματος

Ενδιαφέρθηκα για πρώτη φορά για αυτό το θέμα παρακολουθώντας ταινίες για τον Έντουαρντ Σνόουντεν. Όπως γνωρίζετε, αυτός ο Αμερικανός πολίτης συγκέντρωσε αρκετά terabyte εμπιστευτικών πληροφοριών (διακυβευτικά στοιχεία) σχετικά με τις δραστηριότητες των υπηρεσιών πληροφοριών των ΗΠΑ, τις κρυπτογραφούσε διεξοδικά και τις δημοσίευσε στο Διαδίκτυο. «Αν, είπε, μου συμβεί οτιδήποτε, οι πληροφορίες θα αποκρυπτογραφηθούν και έτσι θα γίνουν διαθέσιμες σε όλους».

Ο υπολογισμός ήταν ότι αυτές οι πληροφορίες ήταν «καυτές» και θα ήταν σχετικές για άλλα δέκα χρόνια. Και μπορεί να αποκρυπτογραφηθεί με τη σύγχρονη υπολογιστική ισχύ σε τουλάχιστον δέκα ή περισσότερα χρόνια. Ο κβαντικός υπολογιστής, σύμφωνα με τις προσδοκίες των προγραμματιστών, θα αντεπεξέλθει σε αυτό το έργο σε περίπου είκοσι πέντε λεπτά Οι κρυπτογράφοι βρίσκονται σε πανικό. Αυτό είναι το είδος του «κβαντικού» άλματος που μας περιμένει σύντομα, φίλοι.

Αρχές λειτουργίας κβαντικού υπολογιστή για ανδρείκελα

Μιας και μιλάμε για κβαντική φυσική, ας μιλήσουμε λίγο για αυτήν. Δεν θα μπω στα αγριόχορτα, φίλοι. Είμαι «τσαγιέρα», όχι κβαντικός φυσικός. Πριν από περίπου εκατό χρόνια, ο Αϊνστάιν δημοσίευσε τη θεωρία της σχετικότητας. Ολοι έξυπνοι άνθρωποιΕκείνη την εποχή εξεπλάγησαν πόσα παράδοξα και απίστευτα πράγματα υπήρχαν σε αυτό. Έτσι, όλα τα παράδοξα του Αϊνστάιν που περιγράφουν τους νόμους του κόσμου μας είναι απλώς η αθώα φλυαρία ενός πεντάχρονου παιδιού σε σύγκριση με αυτό που συμβαίνει σε επίπεδο ατόμων και μορίων.

Οι ίδιοι οι «κβαντικοί φυσικοί», που περιγράφουν τα φαινόμενα που συμβαίνουν σε επίπεδα ηλεκτρονίων και μορίων, λένε κάπως έτσι: «Αυτό είναι απίστευτο. Αυτό δεν μπορεί να είναι αλήθεια. Αλλά αυτό είναι αλήθεια. Μη μας ρωτάτε πώς λειτουργούν όλα αυτά. Δεν ξέρουμε πώς και γιατί. Εμείς απλώς παρακολουθούμε. Αλλά λειτουργεί. Αυτό έχει αποδειχθεί πειραματικά. Εδώ είναι οι τύποι, οι εξαρτήσεις και τα αρχεία των πειραμάτων."

Ποια είναι λοιπόν η διαφορά μεταξύ ενός συμβατικού και ενός κβαντικού υπολογιστή; Άλλωστε, ένας συνηθισμένος υπολογιστής λειτουργεί και με ηλεκτρισμό, και ο ηλεκτρισμός είναι ένα σωρό πολύ μικρά σωματίδια - ηλεκτρόνια;

Οι υπολογιστές μας λειτουργούν με την αρχή είτε "Ναι" ή "Όχι". Εάν υπάρχει ρεύμα στο καλώδιο, είναι "Ναι" ή "Ένα". Εάν δεν υπάρχει ρεύμα στο καλώδιο, τότε είναι "Μηδέν". Η τιμή παραλλαγής "1" και "0" είναι μια μονάδα αποθήκευσης πληροφοριών που ονομάζεται "Bit". Ένα byte είναι 8 bit και ούτω καθεξής και ούτω καθεξής...

Τώρα φανταστείτε τον επεξεργαστή σας, στον οποίο υπάρχουν 800 εκατομμύρια τέτοια "καλώδια", σε καθένα από τα οποία εμφανίζεται ένα τέτοιο "μηδέν" ή "ένα" και εξαφανίζεται σε ένα δευτερόλεπτο. Και μπορείτε να φανταστείτε νοερά πώς επεξεργάζεται τις πληροφορίες. Διαβάζετε το κείμενο τώρα, αλλά στην πραγματικότητα είναι μια συλλογή μηδενικών και μονάδων.

Με ωμή βία και υπολογισμούς, ο υπολογιστής σας επεξεργάζεται τα αιτήματά σας στο Yandex, αναζητά αυτά που χρειάζεστε μέχρι να λύσει το πρόβλημα και, εξαλείφοντας, φτάνει στο κάτω μέρος αυτού που χρειάζεστε. Εμφανίζει γραμματοσειρές και εικόνες στην οθόνη με μια μορφή που μπορούμε να διαβάσουμε... Μέχρι στιγμής, ελπίζω να μην υπάρχει κάτι περίπλοκο; Και η εικόνα είναι επίσης μηδενικά και μονά.

Τώρα, φίλοι, φανταστείτε για λίγο ένα μοντέλο μας ηλιακό σύστημα. Ο Ήλιος βρίσκεται στο κέντρο και η Γη πετά γύρω του. Ξέρουμε ότι είναι μέσα ορισμένη στιγμήβρίσκεται πάντα σε ένα συγκεκριμένο σημείο στο διάστημα και σε ένα δευτερόλεπτο θα πετάξει τριάντα χιλιόμετρα πιο πέρα.

Άρα, το μοντέλο του ατόμου είναι επίσης πλανητικό, όπου το άτομο επίσης περιστρέφεται γύρω από τον πυρήνα. Αλλά έχει ΑΠΟΔΕΙΧΘΕΙ, φίλοι, από έξυπνα παιδιά με γυαλιά, ότι το άτομο, σε αντίθεση με τη Γη, βρίσκεται ταυτόχρονα και πάντα σε όλα τα μέρη... Παντού και πουθενά ταυτόχρονα. Και ονόμασαν αυτό το υπέροχο φαινόμενο «υπέρθεση». Για να γνωρίσετε καλύτερα άλλα φαινόμενα της κβαντικής φυσικής, προτείνω να παρακολουθήσετε μια δημοφιλή επιστημονική ταινία όπου σε απλή γλώσσαμιλάει για πολύπλοκα πράγματα με έναν μάλλον πρωτότυπο τρόπο.

Ας συνεχίσουμε. Και τώρα το "δικό μας" bit αντικαθίσταται από ένα κβαντικό bit. Ονομάζεται επίσης "Qubit". Έχει επίσης μόνο δύο αρχικές καταστάσεις «μηδέν» και «ένα». Όμως, αφού η φύση του είναι «κβαντική», μπορεί ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ να αποδεχθεί όλα τα δυνατά ενδιάμεσες τιμές. Και ταυτόχρονα να είσαι μέσα τους. Τώρα δεν χρειάζεται να υπολογίσετε διαδοχικά τις τιμές, να τις ταξινομήσετε… ή να κάνετε αναζήτηση για μεγάλο χρονικό διάστημα στη βάση δεδομένων. Είναι ήδη γνωστά εκ των προτέρων, αμέσως. Οι υπολογισμοί γίνονται παράλληλα.

Οι πρώτοι «κβαντικοί» αλγόριθμοι για μαθηματικούς υπολογισμούςεφευρέθηκαν από τον Άγγλο μαθηματικό Peter Shor το 1997. Όταν τους έδειξε στον κόσμο, όλοι οι κρυπτογράφοι έγιναν πολύ τεταμένοι, αφού οι υπάρχοντες κρυπτογραφήσεις «σπάσαν» από αυτόν τον αλγόριθμο μέσα σε λίγα λεπτά, αλλά δεν υπήρχαν υπολογιστές που να λειτουργούσαν με τον κβαντικό αλγόριθμο.

Από τότε, από τη μια πλευρά, συνεχίζονται οι εργασίες για τη δημιουργία ενός φυσικού συστήματος στο οποίο θα λειτουργούσε ένα κβαντικό bit. Δηλαδή, «υλισμικό». Από την άλλη πλευρά, ήδη σχεδιάζουν προστασία από το κβαντικό hacking και την αποκρυπτογράφηση δεδομένων.

Τι τώρα; Και έτσι μοιάζει ένας κβαντικός επεξεργαστής κάτω από ένα μικροσκόπιο 9-qubit της Google.

Αλήθεια μας έχουν προσπεράσει; 9 qubits ή σύμφωνα με τα "παλιά" 15 bit, αυτό δεν είναι τόσο πολύ ακόμα. Συν το υψηλό κόστος, μάζα τεχνικά προβλήματακαι μια σύντομη «ζωή» κβάντων. Αλλά να θυμάστε ότι πρώτα υπήρχαν επεξεργαστές 8 bit, μετά εμφανίστηκαν επεξεργαστές 16 bit... Το ίδιο θα συμβεί και με αυτούς...

Κβαντικός υπολογιστής στη Ρωσία - μύθος ή πραγματικότητα;

Τι γίνεται με εμάς; Αλλά δεν γεννηθήκαμε πίσω από τη σόμπα. Εδώ έβγαλα μια φωτογραφία του πρώτου Russian Cubit κάτω από μικροσκόπιο. Είναι πραγματικά ο μόνος εδώ.

Μοιάζει επίσης με ένα είδος «βρόχου» στον οποίο συμβαίνει κάτι που δεν είναι ακόμη γνωστό σε εμάς. Είναι ευχάριστο να πιστεύουμε ότι οι δικοί μας, με την υποστήριξη του κράτους, αναπτύσσουν τους δικούς τους. Άρα οι εγχώριες εξελίξεις δεν είναι πλέον μύθος. Αυτό είναι το μέλλον μας. Θα δούμε πώς θα είναι.

Τελευταία νέα για τον κβαντικό υπολογιστή 51 qubit της Ρωσίας

Εδώ είναι τα νέα για αυτό το καλοκαίρι. Τα παιδιά μας (τιμή και έπαινο τους!) έχουν αναπτύξει τον πιο ισχυρό στον κόσμο (!) κβαντικό (!) υπολογιστή 51 qubits (!) δηλ. Το πιο ενδιαφέρον είναι ότι πριν από αυτό η Google ανακοίνωσε τον υπολογιστή 49 qubit της. Και υπολόγισαν ότι θα το είχαν τελειώσει σε ένα μήνα περίπου. Και οι δικοί μας αποφάσισαν να δείξουν έναν έτοιμο κβαντικό επεξεργαστή 51 qubit... Μπράβο! Αυτός είναι ο αγώνας που συνεχίζεται. Τουλάχιστον μπορούμε να συνεχίσουμε. Διότι αναμένεται μια μεγάλη ανακάλυψη στην επιστήμη όταν λειτουργήσουν αυτά τα συστήματα. Εδώ είναι μια φωτογραφία του ατόμου που παρουσίασε την ανάπτυξή μας στο διεθνές φόρουμ «quantum».

Το όνομα αυτού του επιστήμονα είναι Μιχαήλ Λούκιν. Σήμερα το όνομά του βρίσκεται στο επίκεντρο. Είναι αδύνατο να δημιουργηθεί ένα τέτοιο έργο μόνος του, το καταλαβαίνουμε. Αυτός και η ομάδα του δημιούργησαν τον πιο ισχυρό κβαντικό υπολογιστή ή επεξεργαστή στον κόσμο σήμερα (!). Δείτε τι έχουν να πουν οι αρμόδιοι για αυτό:

« Ένας λειτουργικός κβαντικός υπολογιστής είναι πολύ πιο τρομερός από μια ατομική βόμβα», σημειώνει ο Σεργκέι Μπελούσοφ, συνιδρυτής του Ρωσικού Κβαντικού Κέντρου. - Αυτός (ο Μιχαήλ Λούκιν) έφτιαξε ένα σύστημα που έχει τα περισσότερα qubits. Για παν ενδεχόμενο. Σε αυτό το σημείο, νομίζω ότι είναι πάνω από δύο φορές περισσότερα qubits από οποιονδήποτε άλλο. Και συγκεκριμένα έκανε 51 qubits, όχι 49. Επειδή η Google έλεγε συνεχώς ότι θα έκαναν 49.

Ωστόσο, ο ίδιος ο Lukin και ο επικεφαλής του κβαντικού εργαστηρίου της Google, John Martinez, δεν θεωρούν τους εαυτούς τους ανταγωνιστές ή ανταγωνιστές. Οι επιστήμονες είναι πεπεισμένοι ότι ο κύριος αντίπαλος τους είναι η φύση και ο κύριος στόχος τους είναι η ανάπτυξη της τεχνολογίας και η εφαρμογή της για την προώθηση της ανθρωπότητας σε ένα νέο στάδιο ανάπτυξης.

«Είναι λάθος να το θεωρούμε αυτό ως αγώνα», λέει σωστά ο John Martinez. - Έχουμε μια πραγματική κούρσα με τη φύση. Γιατί είναι πραγματικά δύσκολο να δημιουργήσεις έναν κβαντικό υπολογιστή. Και είναι απλά συναρπαστικό που κάποιος κατάφερε να δημιουργήσει ένα σύστημα με τέτοιο ένας μεγάλος αριθμός qubits. Μέχρι στιγμής, τα 22 qubits είναι το μέγιστο που θα μπορούσαμε να κάνουμε. Παρόλο που χρησιμοποιήσαμε όλη τη μαγεία και τον επαγγελματισμό μας».

Ναι, όλο αυτό είναι πολύ ενδιαφέρον. Αν θυμηθούμε αναλογίες, όταν εφευρέθηκε το τρανζίστορ, κανείς δεν θα μπορούσε να γνωρίζει ότι οι υπολογιστές θα δούλευαν σε αυτήν την τεχνολογία 70 χρόνια αργότερα. Μόνο σε έναν σύγχρονο επεξεργαστή, ο αριθμός τους φτάνει τα 700 εκατομμύρια Ο πρώτος υπολογιστής ζύγιζε πολλούς τόνους και καταλάμβανε μεγάλες εκτάσεις. Αλλά προσωπικούς υπολογιστέςεμφανίστηκαν ούτως ή άλλως - πολύ αργότερα...

Νομίζω ότι προς το παρόν δεν πρέπει να περιμένουμε συσκευές αυτής της κατηγορίας να εμφανιστούν στα καταστήματά μας στο εγγύς μέλλον. Τους περιμένουν πολλοί. Ειδικά οι εξορύκτες κρυπτονομισμάτων διαφωνούν πολύ για αυτό. Οι επιστήμονες τον κοιτάζουν με ελπίδα και οι στρατιωτικοί τον κοιτάζουν με μεγάλη προσοχή. Οι δυνατότητες αυτής της εξέλιξης, όπως το καταλαβαίνουμε, δεν είναι απολύτως σαφείς.

Είναι σαφές μόνο ότι όταν όλα αρχίσουν να λειτουργούν, θα παρασύρει μαζί του ολόκληρη τη βιομηχανία έντασης γνώσης. νέο λογισμικό.. Ο χρόνος θα δείξει. Αν μόνο ο δικός μας κβαντικός υπολογιστής, που μας δόθηκε κατά τη γέννηση, δεν απογοητεύει τους ανθρώπους - αυτό είναι το κεφάλι μας. Επομένως, μην βιαστείτε να πετάξετε ακόμα τα gadget σας στα σκουπίδια. Θα σας εξυπηρετήσουν για πολύ καιρό. Γράψε αν το άρθρο ήταν ενδιαφέρον. Επιστρέφετε συχνά. Αντίο!