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.