Первый шаг на пути к созданию квантового компьютера сделан [ Редагувати ]
До конечного результата еще очень далеко, но небольшой шаг к превращению научной фантастики в действительность был недавно сделан учеными корпорации NEC и Института физических и химических исследований.
Ученые добились успеха в создании главного компонента для квантового компьютера.
Разумеется, как фанатам компьютеров еще рано радоваться, так и технофобам не следует преждевременно беспокоиться. Однако надежду на успех вселяет тот факт, что ученые смогли создать два "квантовых прохода", которые являются главными компонентами "квантового диска" - эквивалента компьютерного чипа.
Ученые говорят, что квантовый компьютер будет производить все электронные вычисления намного быстрее, чем сегодняшние компьютеры, даже самые мощные. "Одним из наиболее наглядных примеров может служить разложение на множители крупных чисел, - говорит Цай Цзяшэн, сотрудник лаборатории корпорации NEC, расположенной в городе Цукуба (префектура Ибараки). - Если вы возьмете число с 500 знаками, то самому быстрому компьютеру потребуется более 10 млн лет, чтобы решить эту задачу. Квантовый компьютер справится с ней за несколько секунд".
"Такую удивительная скорость квантовый компьютер сможет развивать благодаря его способности производить вычисление одновременно различными способами. Как и в современных компьютерах, квантовое вычисление основано на двоичных числах - "0" и "1", но квантовое вычисление позволит создавать условие, когда обе цифры существуют одновременно в том же самом месте в то же самое время", - объясняет Цай.
В этом заключается сама природа квантовой физики, которая и позволяет достичь подобного результата. Согласно квантовой теории, сверхмалое пространство, каковым является внутренняя часть атома, подчиняется совершенно иным законам физики. В нашей повседневной жизни всем управляют знакомые нам законы ньютоновой физики. В обычном мире, частица - это частица, а волна - это волна. Но в квантовой физике электрон может быть и частицей и волной одновременно.
"Это самый контр-интуитивный пункт квантовой механики. Мы называем это когерентным, или суперпозитивным состоянием. Оно также известно как "кубит" (квантовый бит)", - продолжает Цай.
"Поэтому квантовый компьютер будет функционировать так, как множество обычных компьютеров работают одновременно", - говорит он.
"Однако пройдет немало времени, прежде чем будет создан функциональный квантовый компьютер", - говорит Кадзуо Накамура, руководитель группы квантовой информационной технологии лаборатории NEC.
"Прежде всего, любой компьютер можно создать только при наличии двух важных компонентов, - продолжает он. - Одинарный кубит был создан в 1999 году, операция по взаимодействию двух кубитов была завершена в этом году. Теперь мы должны объединить эти два компонента. Можно сказать, что мы выполнили только 10% работ, необходимых для создания квантового компьютера".
Цай также сообщил, что созданные лабораторией "квантовые проходы" могут функционировать только в чрезвычайно низком температурном режиме - минус 273 градуса по Цельсию, который требуется для сверхпроводимости.
"Теперь наша задача заключается и в том, чтобы обеспечить функционирование "квантовых проходов" при температуре, в которой работают обычные компьютеры. Поэтому созданию квантового компьютера будут предшествовать еще многие крупные технологические достижения. Сейчас трудно сказать, сколько времени на это потребуется", - добавил Цай.
Цай уверен, что квантовое вычисление имеет в будущем огромные перспективы. "Мы сможем определять свойства больших квантовых систем, таких, как белков и других молекул, с точностью, недоступной даже самому мощному современному компьютеру. Таким образом, мы решим множество проблем в различных областях - в биологии, биохимии, метеорологии, охране окружающей среды", - подчеркивает Цай.
Но при этом Накамура предупреждает, что развитие технологии квантового вычисления может иметь и отрицательные последствия, прежде всего для национальной безопасности. "С помощью квантового компьютера можно будет взломать любой код и получить доступ к любой информации. Квантовые компьютеры будут крайне опасны, если они падают, к примеру, в руки террористов. Но если мы будем использовать квантовую криптографию, мы можем защитить и коды и информацию даже тогда, как квантовые компьютеры будут созданы".
