Перспективы 50-кубитных квантовых компьютеров уже сегодня вызывают огромный интерес в мире, поскольку связаны с освоением совершенно новых методов обработки информации.
Первый реально работающий 50-кубитный квантовый компьютер, представленный IBM в конце прошлого года, открыл новую страницу в развитии вычислительной техники. Пока что это событие больше относится к экспериментальным, однако реальные вычисления с помощью 50-кубитного процессора уже проводятся.
Больше того, IBM предполагает в недалеком будущем предоставить доступ к возможностям нового квантового суперкомпьютера в рамках проекта IBM Q. Этот проект подразумевает организацию облачных вычислений, то есть доступ к компьютеру происходит посредством облака IBM Cloud.
Такая система позволит пользоваться мощностями квантового компьютера одновременно многими людьми, что не только повысит его эффективность, но откроет новые возможности для молодых исследователей, ученых, старших школьников.
Что такое кубитный квантовый компьютер
Квантовые компьютеры используют для проведения вычислений совершенно другую элементную базу. В качестве элементов для таких процессоров используются атомы, электроны или фотоны. А в качестве единицы информации – не биты, имеющие всего два состояния, 0 и 1, а кубиты, способные иметь много состояний одновременно.
В качестве элементной базы 50-кубитного компьютера IBM использовались холодные атомы рубидия, захваченные в ловушку оптическими пинцетами из сфокусированных лазерных лучей. Вся система охлаждается до температур, близких к абсолютному нулю.
Кубитом в данном случае является атом рубидия, который в невозбужденном, равновесном состоянии представляет из себя 0. Но при переходе в возбужденное состояние, под действием лазерного луча, может принимать одновременно множество значений, так как внешний электрон может переходить на разные орбитали.
При этом электроны каждого атома могут взаимодействовать с электронами соседних атомов, увеличивая сложность и многообразие состояний. Это многообразие и используется для проведения вычислений квантового компьютера.
Понятно, что управление кубитами требует не только очень сложной архитектуры квантового компьютера, но и совершенно иной логики вычислений, отличной от привычной битовой схемы обработки информации. Поэтому 50-кубитный квантовый процессор больше похож на прекрасную ажурную золотую люстру, чем на суровые плоские привычные микросхемы битовых процессоров.
Перспективы квантовых вычислений
Использование квантовых способов обработки информации способно многократно увеличить возможности компьютеров. При этом и сама информация обрабатывается не по простому принципу перебора вариантов, а по особым алгоритмам, таким как алгоритмы Шора, Дойча-Йожи и Гровера.
Создание квантовых компьютеров – огромный шаг в деле развития искусственного интеллекта, поскольку способно не просто увеличить скорость и одновременность вычислений, но и использовать методы нового взгляда на их результаты.
Уже около 60 тысяч пользователей использовали возможности облачного 20-кубитового квантового компьютера IBM Q для проведения собственных исследований. После подключения в облако 50-кубитового компьютера эти возможности увеличатся кратно.
Нетрудно представить себе некий квантовый суперкомпьютер, к которому, посредством облака, обращаются за помощью миллионы жителей Земли, получая быстрые и точные ответы. Ведь 50-кубитовый процессор – это даже не детство, а младенчество квантовых компьютеров, которые, несомненно, будут развиваться и расти.