MAC-Life.ru

Что такое квантовый компьютер?

Осенью прошлого года Google объявил о достижении квантового превосходства . Если это звучит немного абстрактно и не актуально для обычного пользователя, подумайте еще раз. По сути, команда Google использовала квантовый компьютер для решения проблемы, которая сбила бы с толку даже самый шикарный суперкомпьютер. Впечатляет, согласны?

Более того, состояние квантовых вычислений напрямую влияет на безопасность ваших данных. В конце концов, многие методы защиты в цифровом мире основаны не на том, чтобы их невозможно было взломать, а на том, чтобы их невозможно было взломать в течение разумного периода времени . Здесь мы взглянем на новую игрушку Google и решим, стоит ли нам беспокоиться о том, что киберпреступники однажды используют ее для взлома нашей жизни.

Что такое квантовый компьютер?

Основное различие между квантовыми компьютерами и традиционными транзисторами, которые мы все используем сегодня, заключается в том, как они обрабатывают данные. Знакомые нам устройства — от смартфонов и ноутбуков до шахматного суперкомпьютера Deep Blue — хранят все в битах , так называется наименьшая единица информации. Бит может принимать одно из двух значений: 0 или 1.

Рассмотрим лампочку: она либо горит (1), либо не горит (0). Файл на диске компьютера выглядит как набор лампочек, одни горят, другие выключены. Вооружившись множеством таких лампочек, вы можете закодировать информацию, например, фразу «Альберт был здесь» или изображение Моны Лизы.

Когда устройство с двумя состояниями решает проблему, оно должно постоянно включать и выключать эти лампочки, записывая и стирая результаты промежуточных вычислений, чтобы они не засоряли его память. Это требует времени, поэтому, если задача очень сложная, компьютер будет долго думать.

Квантовые компьютеры, в отличие от своих старших собратьев, хранят и обрабатывают данные с помощью квантовых битов, или кубитов для краткости . Их можно не только включать и выключать, но и находить в переходном состоянии или даже включать и выключать одновременно. Продолжая аналогию с лампочкой, кубит похож на лампу, которую вы выключили, но продолжает мигать. Или как кот Шредингера , которого считают одновременно и живым, и мертвым.

Включенные и выключенные лампочки в квантовом компьютере экономят огромное количество времени. Поэтому квантовый компьютер может решать сложные задачи намного быстрее, чем даже самое мощное традиционное устройство. Google утверждает, что его квантовая машина Sycamore выполнила вычисления чуть более чем за 3 минуты, что заняло бы у обычного суперкомпьютера 10 000 лет. Вот здесь и появляется термин «превосходство».

Квантовые компьютеры в реальной жизни

Мы установили, что квантовые компьютеры довольно умны, когда дело доходит до решения очень сложных задач. Итак, почему эпоха транзисторов еще не вошла в учебники истории? Потому что квантовая технология еще молода, а состояние «мигающей лампочки» очень нестабильно — не говоря уже о том, что чем больше кубитов содержит система, тем сложнее поддерживать стабильность. А выполнимость сложных вычислений зависит, в том числе, от количества кубитов: с двумя лампочками, даже топовыми, Джоконду не нарисуешь.

Другие причины не позволяют квантовым компьютерам полностью вытеснить своих предшественников. Имейте в виду, что они обрабатывают информацию принципиально другим способом. Это означает, что программное обеспечение для них нужно разрабатывать с нуля. Вы не можете просто установить Windows на квантовый компьютер; вам понадобится совершенно новая квантовая операционная система и квантовые приложения.

Хотя ученые и ИТ-гиганты погружаются в квантовые воды, в настоящее время квантовые компьютеры работают примерно как внешние жесткие диски, подключенные к обычным компьютерам и управляемые ими. Они используются для решения узкого круга задач, таких как моделирование атома водорода или поиск в базах данных. Несмотря на мощь квантовых вычислений, вы пока не можете использовать их, чтобы выйти в Интернет и посмотреть видео с кошками, катающимися на скейтборде.

Тем не менее многие считают, что будущее принадлежит квантовым вычислениям. Первые квантовые компьютеры появились на рынке еще в 1999 году. Сегодня крупные организации, такие как Google, Honeywell и IBM (последняя уже предлагает клиентам облачный доступ к своему квантовому компьютеру ), Toshiba, Alibaba и Baidu вкладывают значительные средства в эту область. .

Однако стоит отметить, что решенная Google задача не имеет практического применения, кроме демонстрации возможностей квантовых вычислений. Мы не будем вдаваться в подробности, потому что это действительно очень сложно и не очень нужно для обычного пользователя. Но если вы хотите изучить детали, взгляните на отчет Google .

Кстати, не все согласны с заявлением Google о 10 000-летнем сроке службы. IBM, например, уверена, что суперкомпьютер сможет решить ту же задачу если не за 3 минуты, то немногим более 48 часов. Но все же, даже если эта оценка будет более точной, даже нематематики заметят заметную разницу в скорости между квантовыми и традиционными компьютерами.

Квантовые компьютеры (пока) не представляют угрозы

Как видите, квантовые компьютеры по-прежнему являются больше игрушкой для ученых, чем потребительскими устройствами или инструментами хакеров. Но это, конечно, не означает, что они не станут более практичными (и опасными) в будущем. Имея это в виду, эксперты по безопасности данных уже составляют планы сражений. Но об этом в следующий раз.

Exit mobile version