Чому нас повинні хвилювати квантові комп`ютери?

Відео: Це цікаво 603: Квантові комп`ютери

Чому нас повинні хвилювати квантові комп`ютери?

Навіть якщо слово «квантовий» не лякає вас, квантові комп`ютери все ще залишаються швидше химерними концепціями наукової фантастики, ніж реальністю. Однак останні досягнення в цій галузі припускають, що ці шалено швидкі комп`ютери можуть з`явитися раніше, ніж ми думаємо. І у нас є багато причин хвилюватися з приводу їх прибуття.

Рей Джонсон, член ради директорів стартапу квантових обчислень QxBranch, однією з багатьох компаній, які працюють над переміщенням квантових комп`ютерів з лабораторій в реальний світ, розповів про ці причини в інтерв`ю Business Insider.

Спокусою квантових комп`ютерів є їх здатність вирішувати майже нерозв`язні проблеми - настільки складні проблеми, що для їх вирішення сучасних комп`ютерів потрібні були б десятиліття. У теорії квантовий комп`ютер зможе вирішити ці питання, поки ви п`єте ранкову каву.

«Нерозв`язні» проблеми
Звичайні комп`ютери, які ми використовуємо щодня, використовують «біти» для зберігання інформації - 1 і 0 - і рядки з цих нулів і одиниць, що представляють певну цифру або букву.

На противагу цьому, квантові комп`ютери використовують переваги досить дивних фізичних явищ, коли крихітні частинки можуть існувати в декількох місцях одночасно. Замість того щоб використовувати біти, що володіють тільки двома «установками», вони використовують квантові біти, або «кубіти», у яких є додаткова установка: вони можуть бути 1 або 0, або 1 і 0 одночасно.

Таким чином, звичайний комп`ютер з двома бітами може кодувати інформацію тільки в чотирьох можливих комбінаціях: 00, 01, 10, 11. Квантовий комп`ютер може приймати всі ці чотири комбінації одночасно. Це дозволяє йому обробляти експоненціально більше інформації, ніж можуть звичайні комп`ютери.

Інший спосіб задуматися про різницю між звичайними і квантовими комп`ютерами - це подумати про версії знаменитої задачі про комівояжера в математиці. У цьому завданні ви - комівояжер, який планує поїздку, і ви хочете з`ясувати, який маршрут через 10 різних міст буде найдешевшим (економічним) і найшвидшим.




Звичайного комп`ютера доведеться розраховувати довжину всіх цих маршрутів окремо, а потім порівнювати результати, визначаючи переможця. Квантовий комп`ютер може обчислити довжини всіх маршрутів одночасно, оскільки кубіти можуть обробляти багато інформації одночасно - і отже швидше знайдуть рішення.

квантові відмінності
Є кілька перешкод на шляху до поширення квантових комп`ютерів по всьому світу.

В даний час ці комп`ютери повинні зберігатися в переохолоджених умовах і навіть легке занепокоєння призведе до колапсу їх делікатного стану. Проте, завдяки серйозному прориву Google в березні, інженери з`ясували, як зробити квантові комп`ютери більш стабільними - деякі навіть заговорили, що ми знаходимося на півдорозі до повністю функціональним квантових комп`ютерів. Google, NASA і IBM посилено працюють над втіленням цієї затії.




І коли ми нарешті досягнемо цієї точки, квантові комп`ютери зможуть здійснити революцію практично в будь-якій галузі.

Джонсон, колишній CTO Lockheed Martin, пояснив, що комп`ютери, які у нас зараз є, добре роблять те, що люди роблять погано. Наприклад, люди не можуть запам`ятати 10 мільйонів чисел, розставити їх в таблиці, а потім швидко провести розрахунки з цими числами. Зате це роблять комп`ютери.

Квантовий комп`ютер не зможе зробити це швидше будь-якого звичайного комп`ютера. Немає кращого або швидкого способу робити обчислення з набором чисел. Однак квантові комп`ютери можуть скоротити розрив між тим, що комп`ютери роблять добре і що люди роблять добре.

Люди добре пробираються через складні установки і вибирають потрібні речі з цих масивів. Наші мізки роблять це цілком природно і з куди меншими витратами, ніж може комп`ютер. Квантові комп`ютери, однак, будуть працювати більше як людський мозок.

Справа в тому, що, як і люди, квантові комп`ютери можуть навчатися з отриманням досвіду. Наприклад, якщо квантовий комп`ютер працює під управлінням програми, яка погано справляється з певним завданням, він може самостійно внести зміни в код цієї програми і позбавити її від здійснення помилок надалі.

Ця концепція називається машинне навчання. Воно схоже на те, як ваш поштовий сервіс навчається, які листи відправляти в спам, а які ні, тільки більш хитромудре. Машинне навчання квантових комп`ютерів дозволить нам робити багато речей швидше і з більшою ефективністю.

квантові застосування
Наприклад, квантові комп`ютери можуть істотно поліпшити аерокосмічні, військові та оборонні системи. З усіма супутниками, які у нас є, ми постійно збираємо тонни зображень і відео. Більшу частину цих даних ніхто не переглядає, оскільки в ній складно розібратися. У тому числі і тому, що сучасні комп`ютери не дуже добре розпізнають і виділяють потрібні дані із зібраного ряду.

Квантові комп`ютери можуть сортувати гігантські обсяги даних швидше і точніше людей, яким потрібно переглядати знімки і відео, щоб зрозуміти їх зміст.

Та ж здатність квантових комп`ютерів може привести нас до безпечного транспорту. Квантові комп`ютери можуть лягти в основу напівавтоматичних автомобілів (НЕ таких цікавих, як самокеровані авто Google, але все ж), які зможуть попереджати нас про можливе зіткнення і самостійно приймати деякі рішення під час їзди.

Ми поки не знаємо навіть і одного відсотка можливостей квантових комп`ютерів і пов`язаних з ними змін. Джонсон вважає, що ми побачимо більше проривів в наступні роки і дуже важливі зміни вже через п`ять років.

Квантовий комп`ютер в кожному будинку - цей план досить довгостроковий. Але ключовий момент - це створення простого інтерфейсу, яким кожен зможе скористатися. Над цим і працює QxBranch. Втім, промислові та комерційні застосування квантових комп`ютерів не здаються такими вже довгостроковими.

# Tech @ vkwhy Джерело: lt;