Помогаем покупать
Москва По вашему запросу ничего нет, но вы можете выбрать из списка Москва Санкт-Петербург Екатеринбург Алтайский край Амурская обл. Архангельская обл. Астраханская обл. Белгородская обл. Брянская обл. Владимирская обл. Волгоградская обл. Вологодская обл. Воронежская обл. Еврейская АО Забайкальский край Ивановская обл. Иркутская обл. Калининградская обл. Калужская обл. Камчатский край Кемеровская обл. Кировская обл. Костромская обл. Краснодарский край Красноярский край Курганская обл. Курская обл. Липецкая обл. Магаданская обл. Мурманская обл. Ненецкий АО Нижегородская обл. Новгородская обл. Новосибирская обл. Омская обл. Оренбургская обл. Орловская обл. Пензенская обл. Пермский край Приморский край Псковская обл. Адыгея Алтай Башкортостан Бурятия Дагестан Ингушетия Кабардино-Балкария Калмыкия Карачаево-Черкессия Карелия Коми Марий-Эл Мордовия Саха Северная Осетия Татарстан Тыва Удмуртия Хакасия Чечня Чувашия Ростовская обл. Рязанская обл. Самарская обл. Саратовская обл. Сахалинская обл. Смоленская обл. Ставропольский край Тамбовская обл. Тверская обл. Томская обл. Тульская обл. Тюменская обл. Ульяновская обл. Хабаровский край Ханты-Мансийский АО Челябинская обл. Чукотский АО Чукотский АО Ямало-Ненецкий АО Ярославская обл. Крым
Каталог
Товар добавлен в сравнение
Нажмите, чтобы сравнить.
Товар добавлен в сравнение Товар удален из сравнения

Квантовые вычисления - неизбежная технология, которая изменит всё

Квантовые вычисления - неизбежная технология, которая изменит всё

Со Стивеном Хокингом в жизнь всего мирового научного сообщества вошла популяризации науки, в том числе и физики. Его книга «Краткая история времени», вышедшая в 1988 году, стала мировым бестселлером и сформировала представление людей о Вселенной. Популярность книги и Хокинга как писателя стала настолько велика, что отсылки к его трудам и его вкладу в науку то и дело появляются в массовой культуре.

Наравне со Стивеном Хокингом популяризацией науки занимаются и многие другие компании. По крайней мере, привлечение новых технологий сейчас существует практически в каждой сфере жизни общества. Но не все новшества легко приживаются. Так, компания IBM уже долгое время пытается популяризировать квантовые компьютеры, однако слишком трудоемкое создание такого устройство отторгает интерес научного сообщества и простого населения. Высока вероятность того, что вы ничего не слышали про квантовые компьютеры и вычисление. Так, давайте разбираться.

Квантовые вычисления 

Квантовые вычисления – это вычисления, в которых используются квантово-механические явления, такие как суперпозиция и запутанность. Этими вычислениями занимаются квантовые компьютеры. В отличие от обычных компьютеров в них данные представлены в виде квантовых битов (кубитов), которые могут находиться в суперпозиции состояний. Иначе говоря, квантовый бит в отличие от обычного представляет собой не просто ноль или единицу, а может быть нулем, единицей или любой квантовой суперпозицией этих двух состояний кубита.

В классических вычислениях единицей измерения обрабатываемой информации является бит. Бит имеет одно из двух возможных состояний – 0 или 1. Для преобразования данных используются побитовые операции, а они сами описываются через таблицы истинности. Алгоритмом классических вычислений является набор последовательных битовых операций. Для примера, вот схема из функциональных элементов:

Квантовые же вычисления являются альтернативой традиционным алгоритмам. Они основываются на простом физическом принципе: пока частица не взаимодействует с другими частицами, она не обладает точными координатами и может находиться одновременно во всех точках орбиты атома. Эта суперпозиция состояний, она наряду с другими квантовыми механическими явлениями запутывания и туннелирования позволяет квантовым компьютерам одновременно манипулировать огромными комбинациями состояний. Отличительной особенностью квантовых вычислений является то, что они имеют вероятностный характер. Такие алгоритмы могут пошагово увеличивать амплитуду правильного результата, выдавая его в итоге с максимальной вероятностью.

 Чем они интересны и зачем они нужны?

Квантовые вычисления имеют достаточно широкий спектр применения, а потому они представляют весьма перспективную отрасль науки. Например, для обычного компьютера является вычислительно невозможной целочисленная факторизация (разложение числа на произведение простых чисел), которая лежит в основе безопасности открытого ключа шифрования системы. Для сравнения, квантовый компьютер может эффективно решить эту проблему, используя алгоритм Шора, основной идеей которого является разложение числа на множители с помощью логических кубитов. Эта способность позволит квантовым компьютерам сломать многие криптографические системы, используемые сегодня.

Кроме того, квантовые системы могут распутать сложность молекулярных и химических взаимодействий, приводящих к открытию новых лекарств и материалов. Они могут обеспечить сверхэффективную логистику и цепочки поставок, такие как оптимизация операций флота для поставок во время курортного сезона. Также квантовые системы могут помочь нам найти новые способы моделирования финансовых данных, изолировать ключевые глобальные факторы риска для улучшения инвестиций, сделать аспекты искусственного интеллекта, такие как машинное обучение, гораздо более мощными, ускорить выборку, улучшить распознавание образов и обнаружение аномалий, а также возможно их применение в биоинформатике, в том числе и в исследованиях рака.

 IBM и квантовые вычисления

Большие надежды на квантовые вычисления возлагает IBM. Только за последние пять лет IBM инвестировала более 38 миллиардов долларов в новые возможности. Впервые IBM взялась за идею создания квантового компьютера еще в 1981 году. А  в 2016 году компания создала свой квантовый компьютер на пяти кубитах, и хотя их оказалось недостаточно для серьезных расчетов, но возможность приобретения опыта работы программирования на нем – бесценен. Впрочем, в дальнейшем IBM собирается расширить число кубитов до 20, а позднее и до 50.

В марте 2017 года IBM анонсировала первую в отрасли инициативу серийного выпуска универсальных квантовых вычислительных систем, называемых IBM Q. Также компания выпустила новый API (прикладной программный интерфейс) для сервера IBM, что позволяет разработчикам и программистам начать построение интерфейсов между существующим 5-кубитным облачным квантовым компьютером и классическими компьютерами, без необходимости глубокой подготовки в области квантовой физики. А уже в мае 2017 года, IBM объявила, что успешно построен и испытан наиболее мощный универсальный процессоры для квантовых вычислений. Это 16-кубитовый процессор, который позволит провести более сложные эксперименты, чем ранее были возможны с 5-кубитовый процессором.

Исследовательский отдел IBM говорит, что отрасли промышленности только начинают узнавать, как можно использовать квантовые компьютеры. В течение пяти лет, по прогнозам компании, технологическая индустрия откроет для себя первое основное применение квантовых компьютеров наряду с классическими компьютерами.

Почему создание квантового компьютера может обернуться для него провалом?

Во-первых, создание квантового компьютера весьма трудоемко. В то время как технология, необходимая для создания компьютеров, полных традиционных битов, хорошо известна, производство кубитов находится еще на стадии развития и изучения. Для начала, никто не знает, как лучше его сделать. Некоторые методы включают улавливание ионов, электронов или других крошечных частиц; некоторые предлагают использовать сверхпроводники для создания микроскопических квантовых цепей; другие предполагают, что для достижения подобной цели можно использовать фотоны и сложные оптические аппараты. Однако, то, что эти методы все имеют в общем, является тот факт, что они в настоящее время правдоподобны в небольших масштабах и их невероятно трудно реализовать в целом, и именно это ограничивает масштабное производство квантовых компьютеров.

При условии создания квантового компьютера, вам может показаться, что наличие всей этой сырой вычислительной мощности у вас под рукой поможет вам сделать открытие, однако на самом деле использование этой вещи близко к кошмару. Так, нормальной работе такого компьютера мешает широко известный принцип квантовой механики, который заключается в том, что простое наблюдение за явлением меняет исход события. Итак, наблюдайте за квантовой частицей, или кубитом, или чем-то квантовым в этом отношении, и вы меняете его поведение. Это означает, что очень трудно сказать, ведет ли он себя так, как мы ожидали, или как нужно. На самом деле, имеющиеся в настоящее время так называемые квантовые компьютеры на самом деле не проверяются, чтобы работать так, как они должны. Они просто основаны на правильной теории - некоторые пальцы скрещиваются и оцениваются по их выходу.

Кроме того, квантовые компьютеры, по своей природе, дают ответы, которые обязательно вероятностны, а не конкретны. Для многих решений это означает, что ответ не обязательно дается с первой попытки; вместо этого один и тот же расчет должен повторяться несколько раз, прежде чем появится очевидно правильный ответ. В свою очередь, это означает, что, в зависимости от типа проблемы, нет обязательного огромного преимущества в использовании квантового компьютера по сравнению с обычным.

Мнения относительно квантовых вычислений

Еще в  1981 году Ричард Фейнман призвал мир к созданию квантового компьютера:

«Природа не классическая, черт возьми, и если вы хотите сделать имитацию природы, вам лучше сделать ее квантовой механической, и, черт возьми, это замечательная проблема, потому что она не выглядит так легко».

Свое мнение о квантовых компьютерах высказала Мишель Симмонс, руководитель группы австралийских ученых, занимающейся разработкой процессоров для квантовых компьютеров:

«Квантовый компьютер, состоящий из 30 таких кубитов превзойдет любые существующие в настоящий момент традиционные вычислительные машины, а 300-кубитный экземпляр обгонит все существующие в мире компьютеры вместе взятые».

Большое внимание созданию квантовых компьютеров уделяют такие компании как Google, D-Wave, Microsoft и уже вышеупомянутая IBM. Так, в декабре 2017 года Microsoft выпустила предварительную версию «Quantum Development Kit», которая включает в себя язык программирования, М#, который может быть использован для написания программ, выполняемых на эмулируемом квантовый компьютер. А компания D-Wave в 2017 году продала свой первый 2000-кубитный квантовый компьютер компании Temporal Defense Systems, занимающейся вопросами кибербезопасности.

Однако общий положительный настрой в отношении создания квантовых компьютеров и большие вливания в них не отменяют того, что реализация и создание подобного рода технологий требует решения многих проблем, стоящих на пути. Получится из квантовых компьютеров что-то стоящее в ближайшее время, сказать трудно. Но пока ученые занимаются их разработкой и имеют на их счет большие надежды, есть шанс, что квантовые компьютеры рано или поздно смогут перегнать классические девайсы и в некоторых сферах даже заменить их. Неспроста же ряд известных футурологов, чьи прогнозы сбываются не просто часто, а с точностью до названного футурологом года, утверждают, что в грядущие пять лет появятся не только специалисты по квантовым вычислениям, но и полноценные факультеты с обычными на первый взгляд студентами. Студентами, которые будут учиться творить будущее, ведь оно - это квантовые технологии. 

Автор:
logo
06.04.2018
Узнай о лучших ценах на новинки из мира гаджетов первым!
Подпишись на рассылку от MobiGuru
Market Guru
Скачайте наше приложение и экономьте ваше время ;)
Наш каталог
Наши регионы
© 2003-2018 MobiGuru.ru
Сравнить все
Очистить список