Современные инновационные технологии и наука движутся вперёд, и те вещи, которые когда—то объективно были невозможными, в настоящий момент воплощаются в реальность. Такое мистическое понятие, как параллельный мир, реально становится общеупотребительным в условиях современной действительности. К такому раскладу событий ведут активные работы по прототипу квантового компьютера. Всем известно что 70 % научных разработок на формат квантовых вычислений приходится на Японию, то она является лидером в этой области. Понять смысл и важность создания квантового компьютера может любой, кто связан с физикой, а именно квантовой; по крайней мере, квантовая физика бегло изучается в старших классах, поэтому эта идея будет понятна всем, кто окончил среднюю школу.
Рождение идеи квантового компьютера стало возможным благодаря открытиям в области физики двух известных Нобелевских лауреатов: Макса Планка и Альберта Эйнштейна. Первый из них открыл квант (1918), а последний – фотон (1921). Однако теория квантового компьютера родилась десятилетиями спустя – 1980 году, а активно вступила в фазу реализации эта инновация на практике лишь в 1998 году. На протяжении прошедших 10 лет актуализированы важные результаты в сфере квантовых вычислений. Многочисленные исследовательские центры по всему миру занимаются изучением и разработкой квантовых машин, но с продвижением науки вперёд также появляются всё новые «белые пятна«, для решение которых необходимо провести огромные работы и массу времени. Для того чтобы обеспечить правильную деятельность квантовой инновационной системы, необходимо тщательно следить за точностью измерений и внешними тонкими воздействиями, малейшие влияния которых могут привести к искажению вычислений.
Чтобы понять механизм работы квантового компьютера, прежде всего необходимо понимать, как в сущности функционирует обычный компьютер. Любой компьютер работает с информацией, представленной в двоичном формате, то есть в виде нулей и единиц. Таким образом, объём информации измеряется в битах (которые могут иметь два состояния: «0» и «1»). Хранение информации в квантовом компьютере основано на понятии спина. Для людей, окончивших среднюю школу, но не особо разбирающихся в физике, мир состоит их трёх элементарных частиц, которые имеют массу и заряд. Но любой учёный—физик скажет, что элементарных частиц намного больше (они открываются и по сегодняшний день), а их характеристики не ограничиваются только лишь массой и зарядом: кроме этого частицы имеют так называемый спин. Направление спина для разных частиц имеет либо значение 0, либо 1. Это напоминает работу транзистора, только тут главный элемент имеет называние кубит (квантовым битом). Кубитами могут быть фотоны, отдельные атомы, заряжённые ионы или ядра. Основа принципа – наличие двух квантовых состояний. В обыкновенном компьютере биты изменяются независимо друг от друга, то есть изменение некоторого бита никак не влияет на другие биты. В квантовом же компьютере это не так: изменение состояния одной частицы приводит к изменению другой. Вследствие возможности управлять данным процессом большое количество таких кубитов приобретает огромную вычислительную мощь. Однако создание полноценного экземпляра квантового компьютера – не такая простая задача; над ней сегодня работает большое количество физиков—теоретиков. На данный момент существуют только миниатюрные версии квантовых компьютеров, имеющие небольшое количество кубитов. Первый из таких компьютеров имел 16 кубитов, а в данный момент известны работающие с 512 кубитами вычислительные машины. Они уже применяются для повышения эффективности сложных вычислений; для данных целей разработан уникальный язык программирования Quipper.
Разработка потребительских квантовых компьютеров с достаточно большим числом кубитов перевернёт всю информационную сферу. Крупнейшие компании мира, такие как Google, инвестируют миллионы долларов на использование инновационных технологий современного мира в области квантовых вычислений в том числе на активное их внедрение в действительность. Во—первых, на квантовых компьютерах смогут эффективно функционировать программы машинного обучения. Во—вторых, возникнет необходимость в исследовании новых способов шифрования, так как квантовый компьютер сможет моментально взломать любой современный шифр. Честно говоря, современные инновации технологии квантовых алгоритмов отразятся на всех сферах жизни человека. Они заставят человечество по—новому взглянуть на квантовый мир, который ранее оставался загадкой.
asdbThemes.Ru