Технологии
Прочее
15.02.2007, 00:00

Скоро ли революция?: Неопределенность с квантовым компьютером

Считается, то квантовые компьютеры сумеют решить проблемы, для которых пока что человечеству не хватает вычислительных мощностей – предсказание погоды, химический дизайн противораковых лекарств и скоростной взлом любых зашифрованных данных. Их появление прогнозировалось не ранее 2030 г., однако недавно компания D-Wave Systems сообщила о создании «первого в мире коммерческого квантового компьютера». Эксперты называют заявление несколько преждевременным.
Скоро ли революция?: Неопределенность с квантовым компьютером

Все современные компьютеры построены на бинарной системе вычислений, обрабатывая нули и единицы. Квантовый же компьютер оперирует вместо битов т.н. «кубитами», которые допускают не только состояния 0 и 1, но и их наложение — упрощенно говоря, «и 0, и 1». Кубиты могут быть взаимозависимы, обмениваясь между собой своими состояниями — это и создает теоретическую основу для создания квантовых компьютеров, способных к параллельным вычислениям.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Вычисления происходят примерно таким образом: в систему кубитов записывается некое начальное состояние, которое меняется посредством квантовых операций — новое состояние измеряется, являясь результатом работы компьютера. Полученные на выходе данные всегда верны лишь с некоторой вероятностью, однако это ограничение легко обойти за счет изменения алгоритмов работы, сколь угодно приближая вероятность правильного вычисления к единице. Если в обычном компьютере состояние 0 или 1 хранится отдельно в каждом бите памяти и изменяется процессором в каждый такт его работы, в компьютере квантовом система кубитов меняется целиком, так что теоретически он способен работать на порядки быстрее.

По оценкам экспертов, эффективный квантовый компьютер не удастся создать ранее 2030 г., однако канадские разработчики из D-Wave Systems использовали не самый распространенный подход. Если большинство ученых приводят частицы в квантовое состояние лазерным излучением, в D-Wave применена новая схема адиабатического охлаждения, при которой металл (в данном случае ниобий) переводится в сверхпроводящее состояние, а затем к нему прилагается магнитное поле, приводящее квантовые состояния отдельных частиц в соответствие друг другу. В 2005 году на этом принципе 3-кубитный компьютер был создан в Германии. На сей раз представлена система с 16-кубитным процессором, способная одновременно совершать 65 536 вычислительных потоков. Производительность ее ниже, чем у среднего домашнего компьютера, однако уже на следующий год анонсирована система в 1000 кубит, теоретически способная обработать больше потоков, чем число частиц во Вселенной.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Демонстрируя свою разработку, инженеры D-Wave отчего-то не показали собственно компьютер и давали ему тестовые задачи удаленно, через ноутбук. Однако они обещают вскоре обеспечить доступ для экспертов и бесплатный онлайн-доступ для всех желающих. Специалисты высказывают сомнение: для достижения достаточной производительности квантовый компьютер должен оперировать большИм числом кубит, с которыми технология адиабатического охлаждения может не справиться. Впрочем, все в один голос призывают дождаться 1000-кубитной версии: только тогда можно будет серьезно говорить о создании действующего квантового компьютера.