Протягом останніх місяців про це багато говорили квантові обчислення, нову технологію, яку багато фахівців не соромляться класифікувати як майбутнє комп'ютерів, незважаючи на те, що ми могли б сказати, не боячись помилитися, що вона все ще перебуває в зародковому стані, тобто нам все одно доведеться приділяти багато часу досліджень і розробок, виготовлення нових прототипів та лабораторних випробувань, поки ми не зможемо по-справжньому використовувати їх в інших типах середовищ.
Незважаючи на це, хоча ще потрібно зробити багато роботи, правда полягає в тому, що є багато першокласних технологічних компаній, які намагаються знайти найкращий спосіб розпочати скористатись перевагою до всього, що ми сьогодні знаємо про квантові обчислення. Докладно скажімо, що серед великих компаній, які працюють у цій галузі, ми знаходимо IBM, Microsoft або Google, і останню, незважаючи на те, наскільки складно знати поточну ефективність цієї технології, оголосив лише кілька місяців тому, що її остання версія прототипом, який отримав назву D-Wave 2X, він був В 100 разів швидше, ніж звичайний комп'ютер.
Що таке квантові обчислення?
Квантові обчислення - це нова технологія, яку називають, як ми вже говорили, майбутнє обчислювальної техніки. Перше, що особливо вражає в тому, що, працюючи в даний час з так званими бітами, мінімальною одиницею інформації, яка може мати лише два значення (нуль або одне) в цій новій і складній технології, ми працюємо над так званий кубіти де не тільки може бути нуль або одиниця, але також можливо, що існує перекриття або поєднання обох.
Щоб пояснити це трохи краще, ми маємо спиратися на фізику, а особливо, як пояснюють деякі експерти, принцип збереження енергії, що напевно буде звучати як ви, і це пояснює, що енергія ізольованої системи завжди зберігається. Цей принцип говорить нам на прикладі: якщо ми змогли розробити систему, куди ми могли б покласти лише одну склянку, в ній не було тертя, і вона оберталася приблизно з 5 оборотами в секунду, тому що немає зовнішній вплив, він завжди буде обертатися з однаковою швидкістю.
Продовжуючи приклад, уявіть, що в даний момент наш стакан ділиться надвоє. Зовнішнього впливу все ще немає, тому цю швидкість повороту слід підтримувати. Таким чином, якщо одна з двох склянок продовжує обертатися зі швидкістю 5 обертів в секунду, інша не може обертатися, оскільки повороти з’явилися б нізвідки, чогось, що, за твердженнями фізики, не може бути. В основному цей принцип говорить нам, що якщо ми знаємо швидкість обертання одного з окулярів, ви автоматично дізнаєтесь, яке є інше, оскільки воно переплітається.
Хоча, можливо, приклад не дуже хороший, сподіваюся, ви його зрозуміли, він допомагає нам знати, що, незважаючи на те, що станів кубітів може бути кілька, правда полягає в тому, що Знання стану одного допомагає нам точно знати стан іншого, як би далеко це не було.
Тепер це може дещо ускладнитися, оскільки в наведеному нами прикладі ми знаємо, що одне із суден, про яке йде мова, має певну швидкість обертання та напрямок, що в квантовому світі вже не зовсім так. дві одиниці в цьому світі можуть мати кілька накладених швидкостей і напрямків обертання, що трапляється так, що в момент вимірювання швидкості ми фіксуємо напрямок.
Квантова фізика все ще може набагато ускладнитися перекриття штатів, але правда полягає в тому, що мій рівень фізики дещо обмежений, хоча я думаю, що, незважаючи на той факт, що якщо ви фізик, ви можете виявити деяку неточність, я думаю, що ця концепція була очевидною для продовження квантових обчислень.
Після того, як ми на мить розібралися з фізичною теорією, настав час продовжити квантові обчислення та кубіти зрозуміти, чому ця технологія може бути такою потужною. Уявіть, що у нас є кубіти, як ми вже коментували раніше, сам факт, наприклад, повороту на чверть обороту призведе до зміни його вертикального та горизонтального обертання, що дає нам результат, що при введенні операції ми отримуємо два результати.
Якщо ми ще більше ускладнимо задачу, додавши до рівняння новий кубіт, то маємо, що кожен із них має кілька станів, свої вертикальні та горизонтальні коливання та вертикальні та горизонтальні коливання іншого кубіта, тепер, повернувши один із них чверть обороту Змінено чотири параметри, що означає, що за допомогою вхідної дії можна виконати чотири операції.
Додаючи до операції нові кубіти, вона може зростати в геометричній прогресії з точки зору операцій, які виконуються лише за допомогою однієї дії введення. Уявіть, що ми отримуємо систему, де у нас є n кубітів, де n - число, яке ви вибрали навмання, як ми вже коментували раніше, кубіт зберігає інформацію про своє вертикальне та горизонтальне коливання, а також про всі кубіти системи, тому з трансформацією, до якої ми могли б дійти виконати 2 операції з підйому.
Залишивши цю теорію трохи осторонь і застосувавши все це на практиці, уявіть, що вам вдалося створити ключ WPA2-PSK для вашого WiFi-сигналу, цей ключ був сформований абсолютно випадково без жодних реальних слів і жодної програми у світі, здатної виконувати словникові атаки можуть це знати. Очевидно і на думку експертів, використовуючи 10-символьний пароль, може знадобитися звичайний комп'ютер багато років здійснював атаки грубої сили. Якщо цей комп'ютер замість звичайного обладнання використовує квантові обчислення, це зайняло б кілька секунд у пошуку рішення.
Куди нас ведуть квантові обчислення?
Правда полягає в тому, що на даний момент ніхто не знає, чого нам слід очікувати від такої нової технології, як ця, навіть незважаючи на це, мабуть, найкращий спосіб зрозуміти, де ми перебуваємо сьогодні, - це спробувати розповісти про всі новини великих технологічних компаній представлені в останні місяці групи дослідників, які невтомно працюють над розробкою та еволюцією квантових обчислень як на апаратному, так і на програмному рівнях.
За останніми роботами, на яких Google Він прокоментував якусь новинку. У цій галузі ми виявляємо, що вони буквально сподіваються стати компанією з найбільшими можливостями щодо квантових обчислень у короткий термін. Це той випадок, коли вони сподіваються досягти цього першого кроку в 2017 році завдяки еволюції їхньої вражаючої хвилі D-Wave, яка щойно отримала нову шість кубітових чіпів.
Якщо продовжити останнє опубліковане хлопцями з Google, ми виявимо, що це лише перший крок, оскільки, мабуть, їм вдалося розробити нову методологію виробництва, яка дозволила б їм, або, як висловився Джон Мартініс, глава Google дослідницька група з квантових обчислень розвивається набагато швидше. Це дозволяє їм сьогодні працювати над новими конструкціями мікросхем від 30 до 50 кубітів.
З іншого боку, Google не забуває, що незалежно від того, скільки апаратної потужності ви можете отримати, вам потрібен програмне забезпечення це може відповідати завданням, і, враховуючи спеціалізацію цього типу систем, на даний момент ми точно не знаємо, як розробити мову, здатну скористатися усіма особливостями цієї технології, хоча, потроху, робіть нові кроки в цій галузі, які можуть мати особливі наслідки та використовуються в таких темах, як безпека, криптографія чи штучний інтелект.
Залишаючи Google осторонь, ми повинні продовжувати говорити про IBM, компанія, яка, можливо, зазвичай не вступає в битву зі своїми досягненнями і, можливо, здається, що йде трохи «сама по собі», але робить цілком помітний прогрес завдяки, наприклад, ідеї залучення всіляких розробників беруть участь. Його саме ідея створити a сайт де будь-який користувач може протестувати свій п'ятикубітний чіп.
Про Microsoft, кілька місяців тому ми мали інформацію про те, що вони все ще працюють над своїм особливим способом розуміння квантових обчислень, роблячи ставки на зовсім інший шлях, ніж той, що пройшов суперник у цій своєрідній гонці, такий як Google або IBM. Основною ідеєю була робота з масштабовані квантові обчислення. Для розвитку цієї ідеї компанія найняла кількох відомих дослідників для розробки т. Зв топологічні кубіти, система, яка базується на переплетенні частинок, званих аніонами, які згідно з фізикою існують лише у двох вимірах.
Нарешті, я хотів би закінчити бачення, яке ти маєш Intel, де вони безпосередньо роблять ставку на використання кремнієвих транзисторів також для цієї нової технології або цікавого проекту, який був розроблений та здійснений спільно Бристольський університет та компанія NTT З якого їм вдалося розробити фотонний чіп, який міг би стати основою для багатозадачності в квантових обчисленнях. Як деталь, скажіть вам, що відповідно до відповідальних, завдяки використанню цього нового чіпа, роботи, які до цього часу займали цілий рік, можуть бути виконані всього за кілька годин, що вказує на ступінь складності того самого і особливо його дивовижна сила.
Незважаючи на те, що мініатюризація, оптимізація процесів та інші аспекти все ще працюють над досягненням, щоб рік за роком мати можливість розвиватися та пропонувати дедалі потужніші комп’ютери, правда полягає в тому, що майбутнє - це впровадження цієї технології у всі будинки. Залишається з’ясувати, чи справді Google зможе розробити 50-кубітний чіп до кінця цього року, хоча ми повинні визнати, що цей клас компаній є експерти, які роблять завтра те, що ми вважаємо неможливим сьогодні.