Принцип действия квантовых компьютеров – объяснения ученых

Москва, 04:45, 05 Авг 2019, редакция FTimes.ru, автор Юлия Савельева.

Технический прогресс не стоит на месте, еще 100 лет назад человечество и подумать не могло   отправиться на Луну, или будет способно «заглядывать» в самые отдаленные уголки Вселенной. В двадцатом веке мир совершил небывалый  технологический скачок. Появились не только летательные аппараты, способные преодолевать миллионы километров космического пространства, но и квантовые компьютеры, способные производить сложные вычисления. В чем  принцип работы данных машин и как их вычисления способны разгадать загадки Вселенной.

Недавно в российском квантовом центре прошла научная конференция, посвященная проблемам квантовой физики, на которую съехались самые знаменитые и уважаемые ученые со всех уголков планеты. Профессор Мэрилендского университета поделился своими соображениями по проблеме квантовой физики, а также рассказал о  возможностях квантовых компьютеров. По словам Кристофера Монро его научная карьера началась с изобретения сверхточных часов. Однако в процессе работы над ними Монро понял, что по сути строит квантовый компьютер и переформатировал свою работу.

Монро рассказал, что принцип действия квантового компьютера основан на создании системы ячеек, которые имеют вычислительные модули, сохраняющие в себе спектр значения от нуля до единицы. Мощность компьютеров растет благодаря квантовым законом физики.

По словам Монро в современной физике наблюдается два пути развития квантовых компьютеров: классический и адибиатический. Классический принцип построения квантовых компьютеров предполагает работу компьютера по аналогу с обычными цифровыми гаджетами, при этом   процесс работы за квантовым компьютером не будет сильно отличаться от работы за обычным компьютером. Адибиатический квантовый компьютер более похож на вычислительные машины начала двадцатого века, где главный принцип строится на арифметических вычислениях.

Кроме того, в последнее время ученые активно развивают направление гибридных квантовых компьютеров, которые построены на принципах цифровых и арифметических компьютеров.

Будущее квантовой инженерии

Согласно предположениям Кристофера Монро будущее квантовых компьютеров состоит в том, что вычислительные механизмы будут строиться на основе атомов или ионов, это поможет решить ряд проблем, которые на данный момент являются нерешаемыми. Основная проблема для квантовых компьютеров состоит в том, что даже в вакууме существуют молекулы, и при столкновении с кубитами (ячейками) будут появляться помехе в вычислениях. Ученые предполагают, что данную проблему поможет решить охлаждение машины до абсолютного нуля. Кроме того, система модульного построения квантовых компьютеров позволит обойти проблему «несовершенства вакуума».

В случае создания универсального квантового компьютера, его вычислительной мощности хватит чтобы создать условия близкие к условиям внутри «Черной дыры», что позволит заглянуть в нее и понять процессы строения этого загадочного космиического объекта.