Квантовые компьютеры — одно из самых перспективных направлений. Зачем они нужны?

Цифровой океанHi-Tech

Квантовое превосходство. Зачем нам квантовые компьютеры

Квантовые компьютеры — одно из самых сложных и перспективных направлений в IT, но зачем они вообще нужны?

Павел Иевлев

1651748650_ec0b5358b6eff90827d895a32b8fc2a0_ce_1800x960x0x74_cropped_1332x888.jpg

В

ычислительные мощности обычных компьютеров (то, что компьютеры стали «обычными» — само по себе явление относительно недавнее) росли экспоненциально, и казалось, что они вот-вот смогут все. Решат все те проблемы, с которыми люди не хотят или не могут разобраться самостоятельно. В дешевом телефоне, лежащем в кармане школьника, больше вычислительных мощностей, чем у компьютера, рассчитавшего полет человека на Луну. Однако нам все мало.

Когда микропроцессоры приблизились к физическом пределу плотности размещения транзисторов, из компьютеров стали строить суперкомпьютеры, объединять в вычислительные сети и кластеры, создавать нейросетевые структуры…

Но эта гонка никак не заканчивается. Почему?

Что мы никак не можем посчитать?

Суперкомпьютер Фугаку имеет производительность в 415 ПетаФлопс, где FLOPS — внесистемная единица, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду он выполняет. Но несмотря на фантастическую вычислительную мощность современных суперкомпьютеров, есть множество задач, которые они никак не осиливают. Чтобы всего-то рассчитать все варианты размещения 100 пассажиров в двух автобусах (два в сотой степени вариантов) бедному Фугаку потребуется 4.6 х 10 в 35 степени лет, что больше теоретического срока существования Вселенной. А чтобы спрогнозировать движение 30 электронов в ограниченном пространстве, нам не поможет даже суперкомпьютер, в оперативной памяти которого больше битов, чем атомов в видимой области Вселенной. Эти задачи кажутся нелепыми и надуманными, но это не так — есть немало весьма важных прикладных областей, где расчеты такого рода вполне востребованы. Например — строить модели взаимодействия сложных белковых соединений. Или спрогнозировать ваше потребительское поведение по BigData, чтобы убедить купить что-то, то вы покупать не собирались. Или рассчитать варианты размещения десятков тысяч деталей на одной плате, так, чтобы длина проводников между ними была минимальна. Или подобрать пароль к вашему криптокошельку.

Ограниченность компьютеров — в их бинарной логике и решении комбинаторных задач перебором, что требует огромных ресурсов. Можно ли с этим что-то сделать?

Кое-что можно. Например, отказаться от бинарной логики. И тут мы приходим к квантовой неопределенности…

«Да», «Нет» и «Даданетда»

Обычный компьютер имеет двоичную логику. Информация в нем структурирована битами, который могут иметь значение «ноль» или «единица», то есть «да» или «нет». Физически, это закрытый или открытый транзистор. В квантовых компьютерах используются тоже биты, только квантовые — Quantum Bits, или Кубиты. Это не ячейка транзистора, а квантовый объект, который имеет свойство неопределенности. Что это такое и как вообще возможно, во всем мире понимают человек, может быть, сто. Или десять. Или ни одного. Впрочем, с физическим принципом электричества, в общем, та же картина, но это никому еще не помешало включить лампочку.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Топ-10 кондиционеров для квартиры: рейтинг лучших 2022 Топ-10 кондиционеров для квартиры: рейтинг лучших 2022

Какой кондиционер лучше выбрать для квартиры?

CHIP
Как хитроумные инженеры несколько раз изобретали швейную машинку Как хитроумные инженеры несколько раз изобретали швейную машинку

В 1755 году немецкий инженер Карл Визенталь изобрел швейную иглу

TechInsider
Песня победы Песня победы

История о неперспективных детях, человеческих ценностях и музыке

СНОБ
Верхом на реакторе: как в СССР разрабатывали секретный атомный самолет Верхом на реакторе: как в СССР разрабатывали секретный атомный самолет

Атомные самолеты были хороши всем, кроме гигантской радиации

TechInsider
Как сбросить настройки Андроид до заводских Как сбросить настройки Андроид до заводских

Сбрасываем настройки андроида через меню, recovery и сервисный код

CHIP
Как Натали Гузман управляет маркетингом бренда Рианны Savage x Fenty Как Натали Гузман управляет маркетингом бренда Рианны Savage x Fenty

Как Натали Гузман продвигает идеи гендерного равенства, инклюзии и бодипозитива

Forbes
Рассада, фосфорные подкормки и урожай Рассада, фосфорные подкормки и урожай

Хороший урожай в большинстве регионов возможен только через выращивание рассады

Наука и жизнь
Разбудивший зверя: как начиналась жизнь французского революционера Робеспьера Разбудивший зверя: как начиналась жизнь французского революционера Робеспьера

Роман о Французской революции — «Сердце бури», написанный Хилари Мантел

Forbes
Самые странные авиакомпании мира Самые странные авиакомпании мира

Странные авиакомпании: их самолеты не взлетали, а стюардессы носили бикини

Maxim
Искусство проливать кровь Искусство проливать кровь

Памяти Германа Нитча

Weekend
Перевёртыши Перевёртыши

Среди научных терминов можно найти те, которые созданы путём перестановки букв

Наука и жизнь
Начнём с того, что нельзя доверить другим секс и еду: как перестать брать задачи на себя и начать делегировать Начнём с того, что нельзя доверить другим секс и еду: как перестать брать задачи на себя и начать делегировать

Нельзя доверить другим секс и еду: как научиться делегировать обязанности?

VC.RU
«Это гуманистическая замена террора» «Это гуманистическая замена террора»

Как советская власть использовала высылку интеллектуалов из страны

Weekend
Её совершенствовали и популяризировали больше 90 лет десятки изобретателей и предпринимателей: история застёжки-молнии Её совершенствовали и популяризировали больше 90 лет десятки изобретателей и предпринимателей: история застёжки-молнии

В начале 20 века она смотрелась легкомысленно на женской одежде

VC.RU
Горько! Горько!

Какие из свадебных традиций действительно наши?

Лиза
Александра Самохина. Две капли воды Александра Самохина. Две капли воды

Но я — это я, и у меня своя судьба...

Коллекция. Караван историй
«Тайная дочь» Елизаветы Петровны, которую признала вся Европа: невероятная история княжны Таракановой «Тайная дочь» Елизаветы Петровны, которую признала вся Европа: невероятная история княжны Таракановой

Кто же была княжна Тараканова — авантюристка или дочь Елизаветы Петровны?

Вокруг света
Правда ли, что у обезьян есть Правда ли, что у обезьян есть

Половое поведение самцов павианов и гамадрилов определяют всего три гена

TechInsider
Почему 4 мая — всемирный День «Звездных войн» Почему 4 мая — всемирный День «Звездных войн»

«May the Fourth be with you» — что это значит и причем здесь Маргарет Тэтчер?

РБК
Ресурс или мускул: как работает сила воли Ресурс или мускул: как работает сила воли

Мы сами ослабляем свою волю, потому что верим в ограниченность этого «ресурса»?

Psychologies
Джонни Депп и Кейт Мосс: что заставило расстаться самую скандальную пару 90-х Джонни Депп и Кейт Мосс: что заставило расстаться самую скандальную пару 90-х

Почему распалась самая эпатажная звездная пара конца XX века

VOICE
Электробайк и велосипед в городской среде: что нужно знать начинающему велосипедисту Электробайк и велосипед в городской среде: что нужно знать начинающему велосипедисту

Стоит ли покупать велосипед или электробайк в городских условиях?

TechInsider
История яйца: как праздничное блюдо стало любимым завтраком История яйца: как праздничное блюдо стало любимым завтраком

Когда в Россию стали готовить блюда из куриных яиц?

Вокруг света
Чем полезен шалфей и как добавить его в рацион Чем полезен шалфей и как добавить его в рацион

Нужно ли вам купить шалфей прямо сейчас?

РБК
Инъекция надежды от психотерапевта Альфрида Лэнгле Инъекция надежды от психотерапевта Альфрида Лэнгле

Как организовать свою жизнь в новой реальности?

Psychologies
Читая кожа лица: правила питания, подходящий продукты и секреты ухода Читая кожа лица: правила питания, подходящий продукты и секреты ухода

Здоровая и чистая кожа – это прежде всего правильное питание

VOICE
Ученые долго спорили, но все же пришли к выводу, что у человека должен быть еще один орган Ученые долго спорили, но все же пришли к выводу, что у человека должен быть еще один орган

Учебники анатомии придется переписывать из-за брыжейки

TechInsider
Лидары помогли обнаружить в Амазонии сеть древних поселений и остатки крупных пирамид Лидары помогли обнаружить в Амазонии сеть древних поселений и остатки крупных пирамид

Археологи исследовали памятники культуры Касарабе 500–1400 годов

N+1
Что делать, если ты была нежеланным ребенком в семье: объяснил психолог Что делать, если ты была нежеланным ребенком в семье: объяснил психолог

Нежеланные дети всю жизнь пытаются доказать родителям, что достойны любви

Cosmopolitan
«О Великой Отечественной войне нужно рассказывать»: праздновать 9 Мая или нет? «О Великой Отечественной войне нужно рассказывать»: праздновать 9 Мая или нет?

Как мы отмечаем День Победы и почему делаем это именно так?

Psychologies
Открыть в приложении