Квантовые вычисления

Что такое Квантовые вычисления?

Квантовые вычисления – это область вычислений, сфокусированная на разработке компьютерных технологий, основанных на принципах квантовой теории, которая объясняет поведение энергии и материала на атомном и субатомном уровнях.

Классические компьютеры, которые мы используем сегодня, могут кодировать информацию только в битах, принимающих значение 1 или 0. Это ограничивает их возможности. С другой стороны, квантовые вычисления используют квантовые биты или кубиты. Он использует уникальную способность субатомных причастий, которая позволяет им существовать в более чем одном состоянии, то есть в 1 и 0 одновременно. Суперпозиция и запутанность – две особенности квантовой физики, на которых основаны эти суперкомпьютеры. Это дает возможность квантовым компьютерам выполнять операции со скоростью, экспоненциально превышающей скорость обычных компьютеров, и при гораздо меньшем потреблении энергии. 

Ключевые моменты

  • Квантовые вычисления – это исследование того, как использовать явления в квантовой физике для создания новых способов вычислений.
  • Основа квантовых вычислений – это Кубит. В отличие от обычного компьютерного бита, который может быть 0 или 1, кубит может быть любым из них или суперпозицией 0 и 1.

Понимание квантовых вычислений

«В то время как классический компьютер очень хорош в вычислениях, квантовый компьютер еще лучше в сортировке, нахождении простых чисел, моделировании молекул и оптимизации и, таким образом, может открыть дверь в новую вычислительную эру», – отмечается в отчете Morgan Stanley.

По данным Института квантовых вычислений при университете Ватерлоо, область квантовых вычислений началась в 1980-х годах. Затем было обнаружено, что некоторые вычислительные задачи могут быть решены более эффективно с помощью квантовых алгоритмов, чем с их классическими аналогами.

Квантовые вычисления могут внести большой вклад в области финансов, военного дела, разведки, разработки и открытия лекарств, аэрокосмического проектирования, коммунальных услуг (ядерный синтез), дизайна полимеров, искусственного интеллекта (ИИ) и поиска больших данных, а также цифрового производства. 

Его потенциал и прогнозируемый размер рынка привлекли к работе в области квантовых вычислений некоторые из наиболее известных технологических компаний, включая IBM, Microsoft, Google, D-Waves Systems, Alibaba, Nokia, Intel, Airbus, HP, Toshiba, Mitsubishi, SK Telecom, NEC, Raytheon, Lockheed Martin, Rigetti, Biogen, Volkswagen и Amgen. 

Квантовое превосходство?

23 октября 2019 года Google объявила о достижении «квантового превосходства», что означает, что они использовали квантовый компьютер для быстрого решения проблемы, на решение которой обычному компьютеру потребовалось бы непрактично много времени (тысячи лет).1  IBM немедленно оспорила это утверждение, заявив, что их обычные суперкомпьютеры могут решить проблему за считанные дни2.