Наука простыми словами — что такое квантовые вычисления?

Квантовые вычисления и квантовые компьютеры — два направления, к развитию которых стремятся многие современные инженеры. Но что это такое, и чем оно отличается от привычных нам способов работы с информацией?

Квантовые вычисления могут революционизировать нашу способность решать проблемы, которые трудно вычислять даже с помощью самых больших суперкомпьютеров. Квантовые компьютеры состоят из квантовых битов или "кубитов". Эти кубиты играют ту же роль, что и биты в современных цифровых компьютерах. Однако законы квантовой механики позволяют кубитам кодировать экспоненциально больше информации, чем битам. Управляя информацией, хранящейся в этих кубитах, ученые могут быстро находить высококачественные решения сложных проблем. Ученые продемонстрировали это квантовое ускорение в нескольких приложениях, включая поиск по базам данных. Но сфера только начинает развиваться, и впереди ждет множество открытий.

Исследователи ожидают, что квантовые компьютеры будут особенно хороши в вычислении свойств физических систем, которые по своей сути являются квантово-механическими. Эти области применения включают молекулы, используемые в качестве химических катализаторов, которые, несмотря на их большой размер, подчиняются квантовой механике. Они также включают кварки и глюоны, которые слипаются внутри ядер атомов. Квантовые компьютеры также могут быть особенно хороши при решении задач оптимизации, которые включают выбор лучшей альтернативы из огромного набора вариантов. Квантовые компьютеры, доступные сегодня, представляют собой небольшие шумные прототипы, но эта область быстро развивается. Квантовые компьютеры могут вскоре стать важной частью вычислительного ландшафта, поскольку мы выйдем за рамки ультрасовременных компьютеров.

Факты о квантовых вычислениях

  • Квантовые компьютеры используют законы квантовой механики для выполнения определенных вычислений экспоненциально быстрее, чем современные суперкомпьютеры.
  • Управление науки Министерства энергетики США поддерживает два испытательных стенда для квантовых вычислений, чтобы продвигать передовые достижения в области аппаратного обеспечения квантовых вычислений.
  • Приложения квантовых вычислений могут быть полезны как для науки, так и для промышленности.
  • Квантовые вычисления бесполезны вне целевых приложений и никогда не станут частью потребительских систем.

Читайте также

Китайские роботы пробежали 100 метров быстрее мирового рекорда Усэйна Болта

Китайские роботы пробежали 100 метров быстрее мирового рекорда Усэйна Болта

Тяжба вокруг ядра Linux завершилась поражением последнего крупного истца

Тяжба вокруг ядра Linux завершилась поражением последнего крупного истца

Квантовые компьютеры могут проверить, существует ли настоящая случайность

Квантовые компьютеры могут проверить, существует ли настоящая случайность

69 лет назад состоялся первый успешный запуск межконтинентальной ракеты Р-7

69 лет назад состоялся первый успешный запуск межконтинентальной ракеты Р-7

Персонализированная онкология: создается платформа генной терапии рака

Персонализированная онкология: создается платформа генной терапии рака

Нейросети ЛЭТИ распознают бактерии без посева и пробирок

Нейросети ЛЭТИ распознают бактерии без посева и пробирок

Ростех оснащает котельные Улан-Удэ высокотехнологичными электрофильтрами

Ростех оснащает котельные Улан-Удэ высокотехнологичными электрофильтрами

Время ДНК-анализа сократили до пяти часов вместо суток

Время ДНК-анализа сократили до пяти часов вместо суток

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Физики искали одну экзотическую частицу, но обнаружили две другие структуры

Физики искали одну экзотическую частицу, но обнаружили две другие структуры

Google Pixel 11 Pro Fold сломался в тесте на изгиб

Google Pixel 11 Pro Fold сломался в тесте на изгиб

Ученые раскрыли секрет медленного развития человека: все дело в белках

Ученые раскрыли секрет медленного развития человека: все дело в белках

Астрономы обнаружили «галактики-призраки» с недавно погасшими черными дырами

Астрономы обнаружили «галактики-призраки» с недавно погасшими черными дырами