Преди няколко месеца специалистите на две известни компании Google и IBM влязоха в пълномащабно съперничество в областта на компютърните технологии. Представители на Google представиха успешното завършване на квантовите изчисления и се позиционираха като лидери в този пазарен сегмент. Малко по-късно инженери от IBM заявиха, че създаденият от тях суперкомпютър извършва същите изчисления с много по-голяма точност. Времето за работа е почти идентично с това на квантовата машина на Google.
Много известни учени поставят под въпрос възможността за създаване на квантов компютър, който да е в състояние да решава полезни и реални проблеми, и то въпреки факта, че самата машина е много полезно изобретение. Универсалността на квантовата техника позволява тя да участва в създаването на най-новите интелектуални системи, разработването на модерни методи за криптография, някои видове акумулатори. В същото време експертите са много скептични по отношение на потенциалните приложения на такива компютри.
Френският учен Мишел Дяконов работи върху квантовите изчисления от няколко години. В резултат на това той стига до заключението, че случайните грешки в работата на машините са неизбежни. Става дума за това, че съществуващите квантови компютри работят с квантова битова система, докато съвременните компютри функционират на принципа на двоичния код. Фундаментална характеристика на квантовите битове е способността им да съществуват в суперпозиция, при която те могат да бъдат едновременно нула и единица. Освен това кюбитите взаимодействат помежду си дори когато са далеч един от друг.
По този начин един квантов процесор със суперпозиция може да представи огромен брой решения едновременно. Тази възможност значително увеличава скоростта на изчисленията и позволява по-бързи процеси на оптимизация. Големите компании по света инвестират огромни суми в разработването на квантови изчислителни техники. Например Китай изгради нов изследователски център на стойност 10 млрд. долара, а ЕС разработи план за научни изследвания на стойност 1 млрд. евро.
Една от приоритетните употреби на квантовите компютри е в областта на изследването на алгоритми за разбиване на системи за криптиране. Но компютрите се нуждаят от повече от сто хиляди кюбита, за да могат да се справят с основния набор от задачи в тази област. В същото време съвременните квантови машини разполагат с не повече от 100 подобни единици. И за да функционира правилно, тя трябва да отстранява и най-малките грешки при взаимодействието на системата с околната среда. Досега тя не е успяла.
Можете ли да ми обясните какво точно означава, че квантовите машини и суперкомпютрите си съперничат? Какви са разликите между двете и как точно се състезават тези технологии? Бих искал да разбера повече за възможностите и предимствата на всяка от тях и къде се очаква да налагат влияние в бъдеще. Благодаря предварително за отговора ви!
Квантовите машини и суперкомпютрите си съперничат в смисъл, че се стремят да решат сложни изчислителни задачи по различни начини. Разликата между двете технологии е в начина, по който обработват информацията. Суперкомпютрите използват битове, които могат да са 0 или 1, за да извършват изчисления, докато квантовите машини използват кубити, които могат да бъдат и 0 и 1 едновременно, благодарение на явлението на квантова суперпозиция.
Квантовите машини имат предимството да могат да решават определени проблеми по-бързо от суперкомпютрите, като например факторизацията на големи числа или симулация на сложни квантови системи. Също така, те предоставят възможност за изчисленията да бъдат сигурни, благодарение на квантовото криптиране, което може да бъде непреодолимо за класическите методи на криптографията.
Суперкомпютрите, от друга страна, все още са по-устойчиви и надеждни и могат да се използват за изчисления на големи мащаби. Те са обикновено по-лесни за изграждане и програмиране, докато квантовите машини изискват специфични условия и методи за работа.
В бъдеще се очаква квантовите машини да променят подхода към решаването на сложни изчислителни задачи и да намерят приложения в области като оптимизация на логистически проблеми, разработване на нови материали или лекарства, симулации на квантови системи и други. Въпреки предимствата, те все още са в ранен етап на развитие и биха изисквали по-напреднали алгоритми и по-стабилна квантова технология, за да достигнат пълния си потенциал.