Создан квантовый компьютер

15 августа компания IBM заявила о создании первого в мире продвинутого квантового компьютера - полуфантастического устройства, принцип работы которого основан на некоторых постулатах квантовой физики. В квантовом компьютере в качестве памяти используются отдельные атомы, и они же выступают в роли процессора.

15 августа компания IBM заявила о создании первого в мире продвинутого квантового компьютера - полуфантастического устройства, принцип работы которого основан на некоторых постулатах квантовой физики. В квантовом компьютере в качестве памяти используются отдельные атомы, и они же выступают в роли процессора. В образце, построенном IBM, эти функции возложены на группу из пяти атомов.

Фирма построила свой прототип квантового компьютера для демонстрации его огромного потенциала в некоторых вычислительных задачах. Квантовый компьютер способен осуществлять математические операции во много раз быстрее, чем это делают современные компьютеры. Отсюда можно указать на будущие области применения квантовых компьютеров: это будут преимущественно вычислительные задачи и поиск в базах данных. Вряд ли квантовый компьютер имеет смысл использовать в качестве «печатающей машинки», а вот построить на его основе сервер, предоставляющий возможность сверхбыстрого поиска в Интернет - вполне реальная перспектива.

По словам Айзека Чанга, руководителя проектной группы, их квантовый компьютер в тестах показал прекрасные результаты: типичные математические операции выполнялись за один шаг, в то время как эти же операции на обычном компьютере требуют многократного циклического повторения одних и тех же действий.

В основе функционирования квантового компьютера лежит вращение электронов вокруг атомных ядер и «принцип неопределенности». Одной из характеристик любого электрона служит «спин» - проекция его момента вращения, а проще говоря, направление вращения электрона. Эта характеристика может принимать всего два значения: электрон может крутиться вокруг ядра «по часовой» или «против часовой». Соответственно, различные направления вращения можно толковать с точки зрения двоичной системы счисления как единицу и ноль, и каждый электрон может играть роль ячейки памяти.

Однако, в отличие от обычной «кремниевой» памяти, электрон в атоме может находиться в состоянии «суперпозиции» - его вращение направлено одновременно в обе стороны. В этом состоянии электрон представляет одновременно и единицу, и ноль, и все числа между этими двумя границами. «Складывая» такой электрон с другим, мы прибавляем к одному числу сразу все возможные числа и избавлены от необходимости прибавлять их по единице, раз за разом. Этот феномен и лежит в основе колоссальной мощности квантовых компьютеров. Некоторые математические задачи, например алгоритмы шифрования или поиска в базе данных, можно решать практически мгновенно, используя несколько сотен пар атомов. Такой крохотный вычислительный блок сможет выполнять миллиарды операций одновременно.

Тем не менее, вопрос коммерческого построения и применения квантовых компьютеров остается открытым. Чанг считает, что в ближайшие год-два появятся экспериментальные квантовые компьютеры, построенные на базе 7-10 атомов, а там можно задумываться и о более мощных системах.