Что произойдет, если бросить теннисный мяч в кирпичную стену?
Что произойдет, если вы одновременно бросите в стену сто теннисных мячей?
Что произойдет, если вы пройдете через тысячу теннисных мячей?
Ничего.
Что бы вы ни делали, теннисные мячи никак не смогут разрушить эту кирпичную стену. Как и в случае с кирпичной стеной, есть настолько сложные задачи, что традиционный компьютер, каким бы быстрым он ни был, не сможет их решить.
Но что произойдет с кирпичной стеной, если проехать по ней на танке?
Больше нет кирпичной стены.
Этот танк - квантовый компьютер.
Биты и кубиты
Классические компьютеры, те, которыми мы пользуемся каждый день, используют память, состоящую из битов. Биты представляют собой единицу или ноль, включено или выключено. Все, что делают компьютеры, от игр до отправки электронной почты, происходит благодаря манипуляциям с этими битами и нулями.
Квантовый компьютер - это новый тип компьютера, который использует необычные свойства квантовой физики для решения задач, невозможных для обычных компьютеров. Для этого вместо битов используются кубиты. Как и биты, кубиты могут представлять единицу или ноль. Их особенность в том, что кубиты могут быть единицей, нулем или суперпозицией обоих. Это означает, что кубиты могут быть одновременно и единицей, и нулем, что делает квантовые компьютеры экспоненциально более мощными, чем их обычные аналоги.
Разрушение кирпичной стены
Используя суперпозицию, квантовые компьютеры могут решать задачи, которые были бы невозможны или заняли бы тысячи лет. Квантовые компьютеры значительно превосходят классические компьютеры в вычислениях, включающих большое количество одинаково возможных решений.
Благодаря своей способности к комбинаторному анализу квантовые компьютеры, скорее всего, будут применяться для взлома кодов и оптимизации сложных систем. Исследователи также ожидают, что квантовые компьютеры смогут точно моделировать события на молекулярном уровне, предоставляя мощный инструмент для исследований в области биологии, химии и физики.
Проблемы и прогнозы
Наложение - мощное, загадочное и чувствительное явление. Самым большим препятствием на пути создания полнофункциональных квантовых компьютеров является то, что кубиты должны храниться в переохлажденном, изолированном состоянии, иначе они распадаются и теряют свою квантовую "магию",
Квантовые компьютеры находятся на грани практического применения. Разработчики успешно создали работающие квантовые компьютеры, но пока им не удалось заставить работать одновременно достаточное количество кубитов, чтобы полностью реализовать их потенциал. Но обещание такой возможности заставляет ученых всего мира работать над тем, чтобы сделать квантовые компьютеры одной из определяющих технологий XXI века.
Дополнительную информацию можно найти на сайте NEC Labs [http://www.nec.co.jp/rd/Eng/innovative/E3/top.html].
О первом частном квантовом компьютере читайте в репортаже CBC о компании D-Wave Systems.
