Квантовый компьютер (03.12.21 г.)
В XXI веке компьютер стал незаменимым инструментом для решения практически всех насущных задач. Компьютеры должны выполнять настолько много разных функций, что уже не справляются с большим наплывом данных, которые требуется переработать. Неслучайно теоретики и практики, работающие в сфере информационных технологий, стараются усовершенствовать компьютерную технику.
Не так давно мир облетела новость: компания Google объявила о том, что при помощи квантового компьютера D-Wave удалось решить поставленную задачу в миллионы раз быстрее, чем это сделал бы обычный компьютер. Интерес к квантовой физике и ее возможностям на этом фоне опять возрос.
Давайте разберемся, в чем преимущество квантовых машин перед обычными, есть ли у них будущее, и каково состояние дел на сегодняшний день?
Немного о квантовой теории
Первые гипотезы о существовании квантовой энергии появились в начале ХХ века. Ученый М. Планк предположил, что энергия представляет собой не непрерывный, а порционный поток, то есть выделяется в виде квантов. Так возникла квантовая физика, которая привнесла в нашу жизнь много полезных изобретений. К примеру, это лазерные установки, оборудование работает на основе квантового выделения энергии. Последним достижением исследователей стал квантовый компьютер.
Особенности новой электронной техники
Главным отличием квантовой вычислительной машины от традиционной транзисторной является тип данных, который она способна обрабатывать. В привычных нам процессорах это биты, а в квантовых — кубиты. Биты работают по принципу смены ноля на единицу и наоборот, то есть одновременно ноль и единица быть активными не могут. Чтобы решить задачу, компьютер тратит время на освобождение битов, процессы затягиваются. Кубиты способны находиться в переходных состояниях между единицей и нулевым значением, быть одновременно включенными и выключенными. Практически всегда у них в наличии свободные данные, они заполняются, перерабатываются и с высокой скоростью выдают ответы на сложнейшие вопросы.
По мнению ученых квантовое электронное оборудование за счет способности хранить неограниченно большой объем данных в скором времени вытеснит традиционные компьютерные системы. Однако это пока возможно только в теории, на практике квантовые суперкомпьютеры остаются только лишь смелыми разработками.
Проблемы с внедрением супермашин в жизнь
Несмотря на утверждение Google о внедрении в жизнь электронной машины, работающей на базе кубитов, скорее всего это рекламный ход. Этому мнению есть причины:
- задача, о которой говорит гигант интернет-индустрии, действительно сложная, но не имеет практического значения;
- кубиты являются пока еще не до конца изученными частицами, они нестабильны, а их активное состояние невозможно поддерживать постоянно;
- ответ квантовой программы пока еще довольно расплывчатый, а для поиска точного ответа приходится затрачивать привычные битные мощности;
- для стабильной работы квантовой техники требуются новые программы, их нужно разработать отдельно. К примеру, Word или Exel на квантовый компьютер установить невозможно.
Суперкомпьютер в привычном для нас виде пока не существует. Скорее, это только лишь жесткий диск, его можно подключать к процессору для решения отдельных задач.
Квантовые машины уже отлично справляются с поисками данных или с построением формулы химических веществ, но пока многое в них остается загадкой для ученых, над ее разгадыванием они усердно трудятся. Машины будущего уже необходимы, так как привычная электронная техника не справляется с объемом информации. Рост производительности процессоров не может быть бесконечным. Когда-нибудь процесс зайдет в тупик, и, вероятно, наступит новая квантовая эра.
