Алексей Федоров: «И дея квантовых технологий уже необратимо изменила мир»
В наши дни в разных странах активно развиваются десятки проектов, связанных с квантовыми вычислениями. Когда же ожидать полезного квантового превосходства и какие изменения оно повлечет в будущем? Об этом рассказывает физик Алексей Федоров
За последние десятилетия мир стремительно преобразился благодаря цифровым технологиям. Сегодня практически все аспекты жизнедеятельности общества неразрывно связаны с обработкой, передачей, хранением и защитой информации. Цифровизация проникает и в такие сферы, как, например, медицина и формирование облика «умного» индустриального производства.
Однако параллельно с развитием информационных технологий происходит еще одна революция, очевидная ученым и аналитикам, но еще далекая от своего пика, — квантовая революция.
Ограничения многих традиционных способов работы с данными можно будет преодолеть при помощи высокопроизводительных квантовых компьютеров, а надежно защитить данные помогут квантовое распределение криптографических ключей и постквантовые алгоритмы. Квантовые компьютеры сейчас динамично развиваются, их построением занимаются такие гиганты, как Google, IBM, Microsoft и Intel. Россия вошла в число стран, которые приняли долгосрочные программы развития — квантовые «дорожные карты».
Сегодня мы находимся на интересном рубеже: квантовые технологии начинают быть все ближе к практическому применению, однако на данный момент их использование не дает экономической выгоды. Увидим ли мы полезное превосходство от квантовых компьютеров в ближайшие несколько лет? По всей видимости, да. По крайней мере мы ближе к этому с каждым месяцем.
Квантовые компьютеры: от идеи до технологического превосходства
Квантовые компьютеры представляют собой класс вычислительных устройств, которые используют для обработки информации явления, характерные для отдельных квантовых систем, таких как атомы, ионы, фотоны и др. Ключевыми для квантовых вычислений являются суперпозиция — возможность квантовых систем быть «одновременно» в нескольких состояниях — и квантовая запутанность, проявляющаяся во взаимосвязи между квантовыми объектами.
Элементарными информационными единицами при работе квантового компьютера являются кубиты — квантовые «аналоги» классических битов информации. Как раз благодаря явлению квантовой суперпозиции кубиты могут быть и логическим нулем, и логической единицей одновременно (в отличие от классических битов, которые могут быть лишь в одном из этих состояний).