Спорное будущее квантовых компьютеров [ Редагувати ]
Любопытное совпадение отмечено в области квантовых вычислений, где почти одновременно с весьма скептическими заявлениями о перспективах направления выступили руководители двух влиятельных научных инстанций - можно сказать, "финансово-прикладной" и "фундаментально-теоретической".
19 августа на конференции Hot Chips в Пало-Альто, Калифорния, сделал доклад Роберт Лехени (Robert Leheny), один из директоров военного агентства передовых исследований DARPA, возглавляющий подразделение технологий микросистем. Как известно, DARPA щедро финансирует наиболее перспективные с прикладной точки зрения исследования. Поэтому оценки самых многообещающих и тупиковых, по мнению агентства, направлений в микроэлектронике вызвали в компьютерной индустрии и науке повышенный интерес. Хотя в выступлении было затронуто много областей - от будущего цифровых КМОП-технологий до новых материалов и MEMS, - наибольшего скепсиса удостоились перспективы квантовых вычислений. Суть позиции DARPA сводится к следующему: "Все, что имеют ученые, - лишь элегантная математика. Они составляют уравнение и запускают для его решения квантовое устройство. Но это, по существу, аналоговый компьютер. И ему присущи все проблемы аналоговых компьютеров, главной из которых всегда было масштабирование. Вы не решите с помощью квантовых вычислений дифференциальное уравнение большого порядка".
Интересно, что днем раньше в интернет-прессе появилось заявление двух физиков-теоретиков, профессора Ласло Киша (Laszlo Kish) из университета Texas A&M и Хулио Жа-Банаклоша (Julio Gea-Banacloche), редактора раздела квантовой информатики в престижном журнале Physical Review A. Еще до публикации своей совместной статьи эти ученые поспешили привлечь к работе внимание общественности, поскольку, по их словам, "в ней впервые на базе фундаментальных физических законов доказано, что классический компьютер всегда будет гораздо лучше приспособлен для универсальных вычислений, чем любое возможное квантовое решение". Физики подчеркивают, что главный вывод их статьи радикально расходится с господствовавшими до сих пор представлениями о квантовом компьютинге.
Выкладки и оценки новой работы сфокусированы на энергетической эффективности классических и квантовых компьютеров, поскольку в реальных вычислительных схемах частота появления ошибок и энергопотребление связаны друг с другом чрезвычайно тесно. Более высокое потребление энергии ведет к рассеиванию тепла и тепловым помехам, вызывающим случайные перемены значений в битах. Сравнивая количества энергии, необходимые для манипуляций битами и кубитами (квантовыми битами), Киш и Жа-Банаклош обнаружили, что в квантовом случае частота ошибок снижается лишь пропорционально затраченной энергии, а в классическом случае снижение идет экспоненциально. Другими словами, при одном и том же энергопотреблении количество ошибок в квантовых вычислениях всегда оказывается больше. По мнению авторов работы, их результат серьезно подрывает веру многих ученых-энтузиастов в недалекую революцию квантовых вычислений. Что ж, тем интереснее будет услышать контраргументы из лагеря сторонников квантового компьютинга.
