Двое в голубом океане

Как квантовый компьютер и искусственный интеллект помогут друг другу

ForbesHi-Tech

Двое в голубом океане

Как квантовый компьютер и искусственный интеллект помогут друг другу.

Текст Александр Баулин, Алексей Алексенко

Процессор квантового симулятора D-Wave основан на принципах сверхпроводимости

В 1990-х потянувшиеся в Москву иностранные туристы с изумлением рассматривали у торговцев сувенирами диковинный вычислительный прибор — счеты. Из-за превратностей истории это чудо техники задержалось в нашей стране чуть дольше, чем следовало. Однако довольно быстро бухгалтерский реликт начисто исчез из обихода: электронный калькулятор оказался практичнее.

Сейчас мир стоит на пороге куда более масштабного переворота — появления квантовых компьютеров. Пока и счеты, и ноутбук, и суперкомпьютеры NASA проводят вычисления по законам классической физики. Элемент квантового компьютера — кубит — использует парадоксы квантового мира, открывая новые вселенные вычислений. Если верить некоторым физикам, эти «новые вселенные» можно понимать вполне буквально.

Как это работает

Ячейка классического компьютера — бит — способна принимать два состояния: ноль или единица. Но широко известная история кота Шредингера учит, что в квантовом мире все не так: пресловутый кот может быть жив и мертв одновременно. Квантовая ячейка — кубит — тоже может одновременно быть и единицей, и нулем. Точнее, она находится в «суперпозиции» этих состояний.

Возможно, понятнее всего принцип квантового компьютера объяснил британский физик и один из пионеров квантовых вычислений Дэвид Дойч. Он воспользовался «многомировой» интерпретацией квантовой механики, согласно которой кубит, находящийся в суперпозиции двух состояний, — это на самом деле множество кубитов, существующих в параллельных вселенных. Некоторые из них принимают значение 0, другие — 1. Таким образом, вместо одного компьютера мы получаем множество, каждый в своей параллельной вселенной. Вместо того чтобы выполнять однотипные операции последовательно, они выполняют их одновременно.

Один кубит позволяет использовать ресурсы всего двух вселенных: в одной он будет нулем, в другой — единицей. Но чем больше кубитов, тем обширнее ресурс: 30 кубитов допускают два в тридцатой степени, то есть около миллиарда, комбинаций нулей и единиц. Если вычислять что-то в миллиарде вселенных одновременно, ответ получится в миллиард раз быстрее. И даже если при этом не фантазировать о параллельных вселенных, а просто посчитать все по формулам, результат не изменится: потенциальное быстродействие квантового компьютера значительно превосходит «классику».

Способность запараллелить однотипные операции делает квантовый компьютер особенно удобным для решения некоторых задач. Одна из них — взлом шифров. Большинство методов шифрования, в том числе SSL-протокол, о применении которого сигналит последняя буква в аббревиатуре https в командной строке браузера, основано на разложении больших чисел на множители. Чтобы разложить на множители 250-значное число, самому быстрому современному компьютеру понадобится примерно 800 000 лет, поэтому наши шифры пока в безопасности. Квантовый компьютер использует «алгоритм Шора» и решит задачу за минуту (для этого ему потребуется всего несколько сотен кубитов). Однако и в большинстве обычных задач квантовая прибавка в скорости станет весьма заметной — в тот момент, когда удастся решить серьезную инженерную проблему.

Авторизуйтесь и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Внутренняя симфония Внутренняя симфония

Как пианист и композитор Даниил Трифонов стал мировой звездой

Forbes, август'19
Многогранные таланты Многогранные таланты

Прошлый век оказался весьма щедрым на гениальные умы

Популярная механика, сентябрь'19
Письма читателей Письма читателей

Ответы на вопросы наших читателей

Naked Science, август'19
Бесценный груз Бесценный груз

Жена и соавтор Ильи Кабакова рассказывает о предстоящем проекте

Vogue, октябрь'18
Что ожидать от Недели моды в Нью-Йорке Что ожидать от Недели моды в Нью-Йорке

Раскрываем секреты сезона весна-лето 2019

Vogue, сентябрь'18
Госкомпании выручают Госкомпании выручают

О чем свидетельствуют данные нового рейтинга РБК 500

РБК, сентябрь'18
Ягодное лукошко Ягодное лукошко

Актриса Лиза Арзамасова — настоящий фитнес-мотиватор для своих поклонников

OK!, сентябрь'18
Жизнь за Нер-Зула! Жизнь за Нер-Зула!

Тёмные культы и мраккультисты

Мир Фантастики, октябрь'18
Как открыть свой фитнес-клуб: 8 шагов Как открыть свой фитнес-клуб: 8 шагов

Как открыть свой фитнес-клуб: 8 шагов

Men’s Health, сентябрь'18
Самый безбашенный пилот “Формулы-1” покидает Ferrari Самый безбашенный пилот “Формулы-1” покидает Ferrari

Вспоминаем семь главных веселых выходок Кими Райкконена

Maxim, сентябрь'18
Министры определили себе цели Министры определили себе цели

Утверждены основные направления деятельности правительства на шесть лет

РБК, сентябрь'18
«World of Warcraft: Битва за Азерот» «World of Warcraft: Битва за Азерот»

«World of Warcraft: Битва за Азерот». Наш маленький «Легион»

Игромания, октябрь'18
Рустам Минниханов — хан, сын лесника Рустам Минниханов — хан, сын лесника

Глава Татарстана о Боге, смерти сына и власти

Русский репортер, сентябрь'18
Птичий архив, или Откуда под крышей храма взялись старинные документы? Птичий архив, или Откуда под крышей храма взялись старинные документы?

Архив, который на протяжении полутора веков кропотливо собирали птицы

National Geographic, сентябрь'18
Компании меняют пожилых на льготы Компании меняют пожилых на льготы

Бизнес представил меры по социальной защите предпенсионеров

РБК, сентябрь'18
Районы, кварталы Районы, кварталы

Модель Ольга Зуева — о переезде в Нью-Йорк и режиссерском дебюте

GQ, октябрь'18
Винья для новичков Винья для новичков

Создайте фундамент для безопасной практики Виньясы

Yoga Journal, октябрь'18
Отпуск без стресса: дела, которые можно отложить на потом Отпуск без стресса: дела, которые можно отложить на потом

Отпуск без стресса: дела, которые можно отложить на потом

National Geographic, сентябрь'18
Не держим марку Не держим марку

Иностранные бренды стали реже приходить в Россию

РБК, сентябрь'18
F1 2018 F1 2018

F1 2018. Монополия на скорость

Игромания, октябрь'18
Шлем этой редкой птицы – вожделенный приз для браконьеров. Удастся ли ей выжить? Шлем этой редкой птицы – вожделенный приз для браконьеров. Удастся ли ей выжить?

За шлемоклювыми калао охотятся дельцы черного рынка

National Geographic, октябрь'18
WeWork пустит корни в «Красной розе» WeWork пустит корни в «Красной розе»

Международная сеть коворкингов выйдет в Россию без помощи структур Бориса Минца

РБК, сентябрь'18
Грустный праздник Грустный праздник

Отец Романа Трахтенберга рассказал о борьбе с раком и странных снах о сыне

StarHit, сентябрь'18
Как следует отвечать на 9 еще более коварных детских вопросов Как следует отвечать на 9 еще более коварных детских вопросов

О том, как общаться с самыми загадочными после жены и ежей существами — детьми

Maxim, сентябрь'18
Грудное молоко: от чего зависит качество и количество? Грудное молоко: от чего зависит качество и количество?

Мифы о грудном вскармливании

9 месяцев, октябрь'18
(Не) свободный художник (Не) свободный художник

Обсуждаем плюсы и минусы фриланса

Psychologies, октябрь'18
Yakuza Kiwami 2 Yakuza Kiwami 2

Yakuza Kiwami 2. Возвращение в ламповые нулевые

Игромания, октябрь'18
Региональная победа либерал-демократии Региональная победа либерал-демократии

Выборы: Губернатором Хабаровского края станет представитель ЛДПР

РБК, сентябрь'18
Законные три минуты Законные три минуты

Телеканалы воспользовались правом увеличить количество рекламы в прайм-тайм

РБК, сентябрь'18
Дошли до второго тура Дошли до второго тура

Главные итоги единого дня голосования в России

РБК, сентябрь'18