Компьютеры будущего

Дорогой компьютер, проведи меня по городу без пробок! Жители мегаполисов были бы рады иметь такого цифрового помощника, но решить эту сложную задачу было бы трудно даже суперкомпьютеру. А вот квантовый компьютер может с ней справиться.  

Что такое квантовый компьютер? 

Квантовые компьютеры используют для передачи и обработки информации явления квантовой механики. В отличие от классических компьютеров они оперируют не битами, а квантовыми битами, сокращенно — кубитами. В то время как биты способны принимать значение либо 0, либо 1, законы квантовой физики позволяют кубитам находиться в позиции 0, 1, а также одновременно во всех возможных состояниях. 

Что квантовые компьютеры могут делать лучше? 

Для решения многих сложных задач в области медицины, материаловедения, климатических исследований или логистики необходимо параллельно выполнять множество вычислительных операций. Обычным компьютерам для этого требуется очень много отдельных вычислительных ядер, которые синхронно работают над задачей. Квантовым компьютерам нужен всего один чип, поскольку содержащиеся в нем кубиты могут находиться в нескольких состояниях одновременно. Более того, квантовый компьютер не только гораздо быстрее работает, но и потребляет меньше энергии. 

Квантовые компьютеры уже используются в повседневной жизни? 

Нет, пока еще существует много проблем с технической реализацией: квантовые компьютеры — это всё еще очень сложные и хрупкие машины. Кубиты реагируют на малейшие внешние воздействия, их нужно защищать от вибраций, магнитных и электрических полей. Соответственно, системы подвержены ошибкам. 

Какой квантовый компьютер является самым мощным? 

Самым мощным на сегодняшний день считается квантовый чип Willow компании Google, ключевую роль в разработке которого сыграл немецкий ученый-информатик Хартмут Невен. Команда разработчиков нашла инновационный подход к исправлению ошибок. Удвоение количества кубитов позволило сократить частоту ошибок в два раза. Сложную задачу из квантовой статистики, на которую самому мощному на сегодняшний день суперкомпьютеру Frontier потребовались бы миллиарды лет, Willow смог решить за пять минут. 

Наступят ли времена, когда будут существовать только квантовые компьютеры? 

В обозримом будущем — нет. Скорее всего, гибридные системы будут сочетать в себе классические и квантовые компьютеры. Квантовый компьютер будет выполнять вычисления, а обычный компьютер — всё остальное.