Чи потрібні квантові обчислення у звичайному житті і як вони можуть змінити світ?

 

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.

Квантовий комп’ютер Sycamore компанії Google

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.

Квантовий комп’ютер IBM

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.

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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:

Читайте также:

Від велокомп’ютера до AR у хірургії: 10 технологій майбутнього у сферах здоров’я та фітнесу

10 трендів стратегічних технологій 2023 від Gartner

Технології у кожній чашці: як Бразилія модернізує виробництво кави

Добірка українських подкастів про науку, технології та IT