Наука не стоїть на місці і, здавалося б, то, що вважалося вчора містикою сьогодні незаперечна реальність. Так і зараз, міфи про паралельні світи можуть стати звичайним фактом надалі. Вважається, що до цього твердження допоможуть прийти дослідження в області створення квантового компьютера.Лідерство займає Японія. більше 70% всіх досліджень припадає на цю країну. Сутність цього відкриття більше зрозуміла тим, хто так чи інакше пов'язаний з фізикою. Але більшість з нас закінчує середню школу, де в підручнику 11 класу розкриваються деякі питання квантової фізики.
На межі можливості розуміння
З чого все починалося
Основні принципи зрозумілі, але з кожним кроком вперед виникає все більше проблем, вирішення яких займає досить багато часу, хоча цією проблемою займається дуже багато лабораторій у всьому світі. Вимоги до такого комп'ютера дуже великі, так як точність вимірювань повинна бути дуже високою і потрібно звести до мінімуму кількість зовнішніх впливів, кожне з яких буде спотворювати роботу квантової системи.
НАВІЩО ПОТРІБЕН КВАНТОВИЙ КОМП'ЮТЕР?
На чому заснована робота квантового комп'ютера
Все, в більшій чи меншій мірі, мають поняття, як працює звичайний комп'ютер. Сенс його полягає в використання двійкового кодування, де наявність певного значення напруги приймається за 1, а відсутність 0. Кількість інформації. виражене 0 або 1, вважається бітом. Робота ж квантового комп'ютера пов'язана з поняттям спина. Для кого фізика обмежується шкільними знаннями, можуть стверджувати про існування трьох елементарних частинках і про наявність у них простих характеристик, як маса і заряд.
Але вчені-фізики постійно поповнюють клас елементарних частинок і їх характеристик, одним з яких є спін. І певний напрям спина частинки приймається за 1, а зворотне йому за 0. Це схоже з пристроєм транзистора. Основний елемент буде вже називатися квантовим бітом або кубітом. Як нього можуть виступати фотони, атоми, іони, ядра атомів.
Головною умовою тут є наявність двох квантових станів. Зміна стану певного біта в звичайному комп'ютері не веде до зміни інших, а ось в квантовому комп'ютері зміна однієї введе до зміни стану інших часток. Цим зміною можна управляти, і уявіть, що таких частинок сотні.
Уявіть тільки, у скільки разів зросте продуктивність такої машини. Але створення цілісного новітнього комп'ютера - це тільки гіпотеза, чекає велика робота фізиків в тій галузі квантової механіки, яка називається Багаточасткові. Перший міні квантовий комп'ютер складався з 16 кубітів. Останнім часом випущені комп'ютери з використанням 512 кубітів, але і вони вже використовуються для підвищення швидкості виконання найскладніших операцій обчислення. Quipper - мова розроблений спеціально для таких машин.
Як Працює Квантовий комп'ютер?
Послідовність виконуваних операцій
У створенні комп'ютера нового покоління виділяють чотири напрямки, які відрізняються тим, що виступає в ролі логічних кубітів:
- напрямок спінів частинок, що складають основу атома;
- наявність або відсутність куперовской пари в установленому місці простору;
- в якому стані знаходиться зовнішній електрон;
- різні стану фотона.
Обробка супер величезних масивів даних
Як Працює Квантовий комп'ютер?
Поки розроблені тільки два типи квантових комп'ютерів, але наука не стоїть на місці. Робота обох машин будується на квантових явищах:
- пов'язане зі надпровідність. Якщо він порушений спостерігається квантування магнітного потоку;
- засноване на такій властивості хвильових функцій як когерентність. Швидкість обчислення таких комп'ютерів збільшується вдвічі в порівнянні з кількістю кубітів.
Другий тип з розглянутих вважається пріоритетним в області створення квантових комп'ютерів.
Досягнення різних країн.
Якщо коротко, то досягнення останніх 10 років значні. Можна відзначити створений в Америці двохкубітні комп'ютер з програмним забезпеченням. Їм же виявилося під силу випуск двохкубітні комп'ютера з кристалом алмаза. У ролі кубітів застосовувалося напрямок спина часток азоту, його складових: ядра і електрона. Щоб забезпечити вагому захист була розроблена дуже складна система дозволяє давати результат з 95% точністю.
Наука 2.0. квантовий комп'ютер
Для чого все це потрібно
Уже говорилося про створення квантових комп'ютерів. Ці комп'ютери не є результатом того до чого прагнули, але свого покупця вони знайшли. Американська компанія Lockheed Martin. що спеціалізується в області оборони заплатила 10 млн. доларів. Їх придбання здатне знаходити помилки складної програмі, встановленої на винищувачі F-35. Google за допомогою свого придбання хоче запустити програми для машинного навчання.
У розробці квантового комп'ютера дуже зацікавлені великі компанії і держава. Воно призведе до нових відкриттів в області розробки криптографічного алгоритму. Буде це на руку державі або хакерам вирішить час. Але робота зі створення і розпізнавання кріптоключа буде виконуватися моментально. Чи наважаться багато проблем, пов'язаних з банківською картою.
Повідомлення будуть передаватися з величезною швидкістю і не буде проблем зв'язатися з будь-якою точкою на земній кулі, а може навіть за її межами.
Такий комп'ютер допоможе зробити ривок в біології. особливо в розшифровці генетичного коду. Це приведе до вирішення багатьох медичних проблем.
І, звичайно ж, відкриє двері в країну містичних таємниць, паралельних світів.
Нас чекають сильні потрясіння. Все до чого ми звикли, є тільки частиною того світу, якому вже дали назву квантової реальності. Вийти за рамки матеріального світу допоможуть фізичні процеси. які і складають принцип роботи квантового комп'ютера.