Про квантові комп’ютери багато говорять у науковому світі, але що їхня поява означає для звичайних людей? Розбираємось, як саме квантові обчислення можуть змінити звичний світ і чи будуть у нас колись квантові ноутбуки.
Квантові комп’ютери активно розробляються з 1980-х рр., а перша робоча модель з’явилася в 1998 році та містила два кубіти – мінімальні одиниці інформації, що відповідають бітам у звичайному ПК.
Зараз багатокубітні комп’ютери розробляються кількома великими технологічними компаніями – Google, IBM, Honeywell, Intel, Amazon та ін.
На цей час вважається, що найбільшого успіху досяг 53-кубітний квантовий комп’ютер Sycamore компанії Google. У 2019 році було заявлено, що він приблизно за 3,5 хвилини зробив розрахунок, на який суперкомп’ютеру знадобилося б близько 10 000 років. Але доповідь про це була пізніше видалена, тому складно з упевненістю стверджувати, що вона має так звану квантову перевагу.
Однак уже очевидно, що в майбутньому квантові комп’ютери зможуть здійснювати найскладніші розрахунки за короткий час. Річ у тім, що їхня швидкість обчислень набагато більша, ніж у звичайних комп’ютерів. Це досягається шляхом двох квантових станів – суперпозиції та заплутаності. Суперпозиція означає, що кубіти містять не просто нуль чи одиницю, а й те й інше одночасно. Під заплутаністю розуміється взаємодія кубітів можливе навіть на великій відстані.
Зараз квантові комп’ютери знаходяться на стадії прототипів, і вони мають як мінімум дві основні проблеми: екстремальні умови роботи та велику кількість помилок в обчисленнях.
Для нормального функціонування цих пристроїв необхідно охолодження рідким гелієм приблизно до -273 ℃. Також квантові комп’ютери використовують ймовірнісний принцип замість детермінованого, і це часто призводить до неточних результатів обчислень.
Все це веде до того, що поки існують переважно теорії про те, як квантові комп’ютери вплинуть на наш світ. Причому серед них є подорожі в часі, і відкриття паралельних всесвітів. Але насправді все трохи прозаїчніше.
- Штучний інтелект та машинне навчання. У цій галузі можуть стати в пригоді саме квантові комп’ютери, що мають величезний потенціал в обробці великої кількості даних і надшвидкісних обчислень.
- Кібербезпека. У сфері кібербезпеки існує поняття квантової криптографії. Йдеться про те, щоб створити нові протоколи безпеки, які майже неможливо зламати. Вже зараз є спеціальні лінії зв’язку, в яких інформація захищена спеціальним квантовим шифруванням.
- Розробка ліків. Квантові комп’ютери гіпотетично здатні передбачати результати ситуацій, і це може використовуватися в медицині. Вважається, що одного разу вони зможуть передбачити, як поводитимуться молекули в різних сценаріях, а отже, як ліки впливатимуть на організм людини. Це допоможе зробити процес розробки препаратів швидшим та менш витратним.
Що стосується домашніх квантових комп’ютерів, то навряд чи їхня поява можлива в найближчому майбутньому. Нинішній рівень розвитку технологій просто не дозволяє зробити компактний ноутбук із величезного квантового комп’ютера, система охолодження якого займає цілу кімнату.
До того ж звичайному користувачеві ні до чого квантові потужності, йому достатньо тієї швидкості обчислень, яку може надати стандартний комп’ютер.
Але зазначимо, що класичні комп’ютери колись займали також величезні приміщення. До того ж якщо закон Мура перестане виконуватися, людство цілком може повністю перейти на квантові обчислення. Але навряд чи це станеться найближчим часом.
БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО: