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

UBTech открыла завод для выпуска 10 тысяч человекоподобных роботов в год

UBTech открыла завод для выпуска 10 тысяч человекоподобных роботов в год

Ученые создают электронный микроскоп с квантовым компьютером

Ученые создают электронный микроскоп с квантовым компьютером

В Японии создают дома со встроенными роботами вместо гуманоидов

В Японии создают дома со встроенными роботами вместо гуманоидов

Инженеры разрабатывают компьютерные чипы, способные потреблять в 100 раз меньше энергии

Инженеры разрабатывают компьютерные чипы, способные потреблять в 100 раз меньше энергии

В России создали дешевые стеклянные чипы для производства нанолекарств

В России создали дешевые стеклянные чипы для производства нанолекарств

Сушеные овощи после обработки обрели полезные свойства свежих продуктов

Сушеные овощи после обработки обрели полезные свойства свежих продуктов

Бетон с набором прочности за 2–4 часа ускорит ремонт дорог

Бетон с набором прочности за 2–4 часа ускорит ремонт дорог

Система умного мониторинга теплосетей предскажет потенциальные аварии

Система умного мониторинга теплосетей предскажет потенциальные аварии

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Пять медицинских роботов, которые уже меняют работу больниц прямо сейчас

Ученые выяснили, что Средиземное море быстро теплеет и становится солонее на глубине до 4 км

Ученые выяснили, что Средиземное море быстро теплеет и становится солонее на глубине до 4 км

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе необычные неглубокие ямы

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе необычные неглубокие ямы

США впервые официально подтвердили размещение оружия в космосе

США впервые официально подтвердили размещение оружия в космосе

Minecraft портировали на PlayStation 2 с 32 МБ оперативной памяти

Minecraft портировали на PlayStation 2 с 32 МБ оперативной памяти