$56.56р
63.62р
¬ —ѕб: 17∞C

 омпьютеры готов€тс€ к квантовому скачку

10.02.2017 13:04 24
 омпьютеры готов€тс€ к квантовому скачку / dwavesys.com
ѕока мир с упоением ждет презентации очередного iPhone, канадска€ D-Wave не только изобрела, но и продала квантовый компьютер, работающий в тыс€чи раз быстрее, чем привычный нам PC.

ƒл€ большинства людей технологи€ квантовых вычислений по-прежнему остаетс€ чем-то из области фантастики, однако разработка канадской D-Wave красноречиво свидетельствует, что будущее вот-вот наступит. «‘онтанка» решила узнать у экспертов, как квантовые компьютеры измен€т нашу жизнь. –азобратьс€ в спутанных состо€ни€х нам помог физик-теоретик, сотрудник лаборатории квантовой информатики международного института фотоники и оптоинформатики ”ниверситета »“ћќ јнтон  озубов.

„то такое квантовый компьютер и чем он лучше обычного?

ћногие думают, что квантовый компьютер — это следующий шаг в развитии привычного нам PC. Ќо это не так, потому что работает он на совершенно иных принципах.

¬ обычном компьютере единицей хранени€ информации €вл€етс€ бит, который может принимать вид нул€ или единицы (в физическом смысле, есть сигнал или нет сигнала). ƒвоичный код используетс€ дл€ записи информации, вычислени€ совершаютс€ с помощью арифметических операций. «атем данные преобразуетс€ в пон€тные пользователю текст, картинку или видео.

¬ квантовом компьютере используютс€ квантовые биты, или кубиты. ќни наход€тс€ в так называемом суперпозиционном состо€нии, то есть принимают любое значение от нул€ до единицы с определенной веро€тностью. Ёто значит, что действи€ могут проводитьс€ со всеми их состо€ни€ми одновременно. ќтсюда преимущество в скорости вычислений. «¬ качестве примера можно привести задачу по поиску выхода из лабиринта. ќбычному компьютеру придетс€ перебрать все варианты, тогда как квантовый видит сразу все, что существенно ускор€ет врем€ поиска оптимального пути», – по€сн€ет јнтон  озубов.

dwavesys.com

ƒл€ просмотра в полный размер кликните мышкой

ƒействительно ли D-Wave удалось создать квантовый компьютер?

—ама D-Wave сообщает, что ее новинка в 10 тыс€ч раз превосходит классические суперкомпьюторы на кремниевых микрочипах. ќднако нужно сделать оговорку, что устройство заточено только под одну операцию – так называемый «квантовый отжиг». Ёто значит, что оно позвол€ет проанализировать гигантские массивы информации и найти максимальное или минимальное значение чего-либо.

«–азработку D-Wave пока нельз€ назвать универсальным квантовым компьютером, так как другие задачи он либо не выполн€ет, либо выполн€ет не так эффективно, как хотелось бы», – говорит јнтон  озубов. » тем не менее это важный прорыв. «—оздание подобных устройств приближает нас к будущему, в котором у нас будет возможность справитьс€ с огромным числом проблем в математике, физике, экономике, медицине и других сферах современной жизни, которые пока остаютс€ нерешенными», – отмечает он.

«ачем вообще нужен квантовый компьютер?  то сейчас их использует?

 вантовые вычислени€ могут использоватьс€ везде, где дл€ поиска правильного ответа нужно перебрать огромное количество вариантов. Ќапример, решать задачи квантовой химии и создавать новые лекарства, находить оптимальные пути движени€ информации и ускорить работу »нтернета, моделировать летательные аппараты и многое другое. Ќа многие из этих задач у обычных суперкомпьютеров ушли бы годы, тогда как квантовым понадоб€тс€ часы.

»нтерес к новой технологии про€вл€ют многие технологические гиганты. Ќапример, предыдущую 1000-кубитную версию у D-Wave купили Google и NASA. Ќовое 2000-кубитное поколение — компани€ Temporal Defense Systems, котора€ специализируетс€ на информационной безопасности.

ѕочему эти задачи нельз€ решить, просто развива€ обычные компьютеры?

—овременные компьютеры достигли пределов развити€ – транзисторы настолько малы, что дальше уменьшать их бессмысленно, иначе наступают нежелательные квантовые эффекты. Ёто значит, что единственный способ увеличить мощность современного суперкомпьютера в два раза — поставить р€дом еще такой же. «ато в квантовых устройствах каждый новый кубит дает двукратное увеличение производительности.

„еловечество знает о квантах с начала XX века, почему квантовый компьютер до сих пор не создан?

 онцепци€ квантовых компьютеров была предложена еще в конце 80-х годов британским ученым ƒэвидом ƒойчем. ќднако до сих пор не €сно, как воплотить ее физически. „тобы сделать квантовый компьютер, нужно создать систему с большим числом перепутанных друг с другом кубит. —ейчас существует несколько идей, как это можно сделать — например, использу€ €дра атомов, электроны, фотоны, дефекты в кристаллах, сверхпроводники.

ѕо словам јнтона  озубова, полноценным квантовым компьютером сможет считатьс€ устройство, которое сможет выполн€ть различные квантовые алгоритмы, например видеть все варианты решени€ одновременно (алгоритм ƒойча), уметь раскладывать простые числа на сомножители (алгоритм Ўора), быстро находить элемент в большой базе данных (алгоритм √ровера).

ќднако пока не удаетс€ создать достаточно мощное устройство, которое бы позволило это сделать. Ќапример, квантовый компьютер на основе алмаза, который физики из Ќидерландов и —Ўј создали в 2012 году, содержит всего два кубита. –азработка IBM – п€ть кубитов.

ћогу ли € купить квантовый компьютер себе домой? —могу ли € поставить на него игру/загрузить видео?

ќбычным пользовател€м пока придетс€ довольствоватьс€ классическими PC. »з-за принципиально иной архитектуры, запустить на квантовом игры и фильмы не получитс€.

 роме того, размер этих устройств делает их не слишком удобными в быту. ≈сли сам квантовый процессор не больше ногт€ большого пальца, то его защитные системы могут быть величиной с небольшую комнату. ¬ частности, D-Wave указывает, что дл€ функционировани€ ее устройства необходима система, котора€ будет поддерживать температуру около абсолютного нул€ (-273 градуса по ÷ельсию), а также предохран€ть от воздействи€ электромагнитного излучени€ и возможных вибраций.

Ќаконец, пока квантовые компьютеры — это слишком дорога€ технологи€. “от же D-Wave 2000Q обошелс€ первому покупателю в 15 миллионов долларов —Ўј.

ѕравда ли, что по€вление квантового компьютера поставит под угрозу надежность банковской системы?

ƒол€ истины в этом опасении есть. ќдин из алгоритмов квантовых вычислений (алгоритм Ўора) позвол€ет раскладывать числа на простые сомножители. »менно этот принцип используетс€ при защите информации — например, чтобы получить доступ к чужой кредитной карте, придетс€ разложить на р€д простых сомножителей число длиной в сотни цифр.

—ейчас этот алгоритм считаетс€ надЄжным, поскольку к тому моменту, как классический компьютер найдет решение  задачи, информаци€ станет устаревшей. «Ќо если квантовый научитс€ это делать, придетс€ задуматьс€ о полном переделывании криптографии», – говорит јнтон  озубов. Ќо пока можно спать спокойно — сейчас квантовые компьютеры могут раскладывать лишь небольшие числа, и с их помощью нельз€ взломать ваш счет.

 роме того, на стражу данных встанут системы квантовой криптографии. ¬ частности, первый покупатель D-Wave 2000Q – Temporal Defense Systems – объ€снил приобретение устройства желанием совершенствовать системы кибербезопасности от новых методов атак.

 то сейчас делает квантовые компьютеры?  ак скоро возможно по€вление аналога D-Wave 2000Q в –оссии?

Ќа данный момент универсального квантового компьютера не построено. ќднако разработками в этой сфере занимаютс€ многие ведущие технологические корпорации — например, Google, NASA, IBM. √осударства тоже про€вл€ют интерес, к примеру ≈вропейска€ комисси€ в прошлом году за€вила о намерении вложить 1 млрд евро во «флагманские квантовые технологии».

–осси€ в этом вопросе пока отстает, хот€ и прикладывает усили€, чтобы наверстать, говорит јнтон  озубов.   примеру, в 2015 году сотрудники –оссийского квантового центра, ћ‘“», ћ»—и— и »нститута твердого тела –јЌ создали первый в –оссии сверхпровод€щий кубит.

Ћаборатори€ петербургского ”ниверситета »“ћќ тоже занимаетс€ квантовыми вычислени€ми. ¬ лаборатории разрабатываютс€ различные алгоритмы и их применение к имеющимс€ системам квантовой коммуникации.  роме того, в 2013 году его сотрудники создали прототип системы квантовой коммуникации. ѕромышленный образец ожидаетс€ в конце 2017 — начале 2018 года.  ак ранее рассказывал «‘онтанке» глава объединени€ Russoft ¬алентин ћакаров, эта технологи€ передачи данных, основанна€ на квантовых эффектах, сможет найти применение в финансовой сфере, а также в «умной энергетике».

√алина Ѕо€ркова,

«‘онтанка.ру»


ѕодписывайтесь на канал "‘онтанка.ру" в Telegram или Viber, если хотите быть в курсе главных событий в ѕетербурге - и не только.

 омментарии

13 феврал€ 2017 г. 13:29
Hohmach: јга. ѕредставл€ю:  вантова€ дума с квантовым президентом в спутанном состо€нии готовит квантовый отжиг.
11 феврал€ 2017 г. 14:56
Kim2000: ¬ принципе — верно. »бо, тут ужо не только “Ѕ попахивает.
11 феврал€ 2017 г. 10:02
Ќу и что? Ќапихают туда иконочек, рамочек, прочих жужжалок и перделок — он еще медленнее нынешних работать будет.
11 феврал€ 2017 г. 08:45
  ≈вропе уже прорабатываетс€ вопрос о включении в √ражданский кодекс нового лица.  роме физического и юридического лица — еще и электронное лицо, то есть робот.
11 феврал€ 2017 г. 02:42
ћузыканту, слава ѕрироде, не об€зательно разбиратьс€ в строении слухового аппарата. Ќо перспектива и без вникани€ в подробности квантовой механики впечатл€ет и вдохновл€ет. Ќапример, квантова€... ƒума.  вантовое... ѕравительство.  вантовый... (ќй!) ѕрезидент (хоть »мператором его назови). » т.д., и т.п. —корей-бы!

ћатериалы рубрики

Cтатьи Ќовости
    еще новости
    Ќаписать новость

    ‘ото JPG / GIF, до 5 мегабайт.

    Ќе забудьте указать свои контакты

    я принимаю все услови€ ѕользовательского соглашени€.
    ¬ведите цифры с изображени€: