Квантовый компьютер — новости и перспективы

По мнению американского физика Джона Арчибальда Уилера (John Archibald Wheeler, 1911- 2008), около 30% валового продукта США основана на успехах в области квантовой механики. На достижениях этой науки построена современная электроника, лазерные и нанотехнологии, атомная промышленность и качественно новые химические материалы. Несмотря на впечатляющие достижения этой отрасли, моделирование сложноорганизованных квантовых систем всё ещё является тайной за семью печатями.

Практикой доказано, что развитие ИТ растёт по экспоненте. Информационные технологии развиваются по закону Мура, который был открыт ещё в 1965 году сотрудником Intel Гордоном Муром (Gordon Earle Moore). Согласно закону, количество транзисторов в микросхеме удваивается каждые два года. Закон будет иметь силу и после 2020 года, когда на смену сегодняшним придут молекулярные, оптические и квантовые компьютеры.квантовый компьютер

Что такое квантовый компьютер?

Задачи квантовой физики очень сложные. Их невозможно смоделировать, применяя современные компьютеры. Для того, чтобы провести полномасштабное моделирование атома железа, нужно описать движение всех 26 электронов по трём осям: X, Y и Z. После несложных подсчетов, для моделирования необходимо рассчитать 1078 узлов. Но рассчитать движение даже не самого сложного атома нереально, так как ресурс для его расчёта сопоставим с ресурсом, необходимым для подсчета всех нейтронов и протонов во вселенной (уравнение Шрёдингера).

В качестве краеугольного камня для квантового компьютера принято считать двухуровневую квантовую систему — квантовый бит (кубит). Это могут быть электроны, фотоны, атомы, ионы и ряд других физических систем.
Квантовая система взаимодействует с окружающей средой неконтролируемо. Это явление получило название декогерентизации. Для оценки качества и эффективности квантовых технологий используют квантовую томографию. Самым слабым местом в развитии квантовых технологий является отсутствие методов контроля квантовых процессов и состояний. Подобная методология является интерфейсом между разработкой элементов квантовых компьютеров и практическим воплощением. Для создания элементной базы будущих квантовых компьютеров сейчас исследуются изоляторы топографические. Установлено, что в этих материалах существуют так называемые квазичастицы или майорановские фермионы, которые в природе не существуют.

Перспективы квантовых компьютеров

На сегодняшний день квантовый компьютер топологически является наиболее перспективным. Эти компьютеры смогут моделировать очень сложные процессы. Не исключено, что через несколько десятков лет создание квантовых компьютеров будут сравнивать с изобретением колеса.квантовый компьютер - новости и перспективы

Главный научный сотрудник ФИАН Александр Виноградов высказался в том плане, что квантовые компьютеры обеспечат прорыв в производительности вычислений. Однако новые компьютеры пока не появились, хоть идее уже 30 лет.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.