Физиками был разработан квантовый компьютер: при масштабировании его вычислительная мощность может превзойти в несколько раз мощность стандартных ЭВМ. Информация о результатах 4-х независимых групп исследователей, создававших сходные устройства, появилась в архиве Корнельского университета, а также в журнале Science. Кроме того, краткую суть публикаций можно найти в Science Now и Nature News.
Составляющими нового устройства являются несколько стеклянных волноводов, которые расположены на микрочипе и несколько раз перекрещиваются между собой. На ввод устройства подаются и на выходе детектируются одиночные фотоны.
От того, как взаимодействуют между собой фотоны в местах перекрещивания, зависит то, в какие выводы эти фотоны попадут. Сообщается, что данное взаимодействие довольно легко можно смоделировать на самом обыкновенном ПК, однако лишь до тех пор, пока фотонов не очень много. Чем больше фотонов становится, тем быстрее растет вычислительная скорость рассматриваемой задачи. На 400 каналах при имеющихся 25 фотонах уже проще измерить получившийся результат, нежели вычислить его.
Кроме того, ученые обращают внимание также и на то, что оптическое устройство, которое было создано – это фактически квантовый компьютер, ведь вычисления в нем производятся с помощью взаимодействия фотонов.
Когда моделируется поведение фотонов, компьютером решается задача вычисления перманента матрицы. И именно такую же задачу в созданном оптическом устройство можно решить «физически». Перманентом матрицы является функцией от элементов этой матрицы, которая используется в комбинаторике и дискретной математике. Для вычисления перманента используют формулу определителя матрицы, с одним лишь отличием: все минусы заменяются плюсами. Еще одним немаловажным отличием является то, что вычисление перманента является очень сложной задачей, с вычислительной точки зрения.
На данный момент у устройства есть значительный недостаток: пока что, оно может использоваться для решения лишь одной задачи. Сейчас «компьютер» может выполнять всего одну задачу – вычислять перманент. Однако, несмотря на этот существенный недостаток, ученые подчеркивают, что самым главным при создании устройства был показ его потенциальных способностей.
При создании более привычных квантовых ЭВМ обычно используют ионизированные атомы, которые собраны в квантово запутанные системы. В них проводятся вычисления с помощью изменения спинов. Самым главным отличием квантовых «компьютеров» от классических ученые называют то, что они могут находиться в нескольких состояниях одновременно, таким образом, и вычисления в них можно проводить одновременно, а не последовательно. При этом результат будет иметь вероятностный характер.
Эпохальный прорыв
Удивительный мир технологий радует нас практически каждый день. Постоянно появляются новинки, которые меняют нашу жизнь, делая ее легче и комфортнее. Так, компьютеры постоянно «шагают в ногу» с развитием человечества: сначала они просто помогают совершать громоздкие вычисления, затем они не просто уменьшаются в размере, но и становятся переносными, практически независимыми на долгое время от электросети. И вот сейчас ученые уже знают, что размер маленького, как нам казалось, чипа может стать еще меньше – размером всего лишь с какой-то атом.
Квантовые компьютеры, считают аналитики раздела «Новости науки» журнала «Биржевой лидер», являются будущим для всего человечества. В основе квантовых компьютеров находятся так называемые квантовые биты, которые существуют не в привычных 0- или 1-бинарных формах, а как в одной из них, так и в двух одновременно. Казалось бы: какое маленькое различие! Однако именно оно помогает компьютеру работать в миллиард раз быстрее, нежели современные компьютеры. Так вод представьте – если вы считаете, что компьютер, который работает при 4 ГГц, очень быстрый, то что будет, если компьютер будущего станет работать при 40000 ГГц? Самое интересное, что такие компьютеры уже потихоньку начинают становиться реальностью. И, возможно, в течение всего нескольких лет, они станут широко распространенными по всему миру.
Автор: Камилла Терра
