ماذا يمكن للحاسوب الكم

ولدت فيزياء الكم في عام 1900 ، عندما اقترح ماكس بلانك أن الطاقة لا يتم امتصاصها بشكل مستمر ، ولكن في أجزاء منفصلة - الكميات. تم تطوير فكرته أكثر: تأثير آينشتاين الكهروضوئي ، نظرية ذرة بور ، روثرفورد أظهر تجريبيًا كيف تبدو النواة الذرية ، مسح لويس دي بروجلي الحدود بين الأمواج والمادة ، طور هايزنبرغ وشرودنغر ميكانيكا الكم.

من الصعب فهم فيزياء الكم - يكاد يكون من المستحيل ترجمة أجهزتها الرياضية إلى لغة "بشرية". لكن "لمس" مظاهره في الحياة اليومية أمر حقيقي تمامًا: أشعة الليزر أو محركات الأقراص المحمولة أو الأقراص المضغوطة أو الدوائر المتكاملة أو الجرافين - ظهرت كل هذه التقنيات بفضل فيزياء الكم. من المنطقي أنهم قرروا استخدامه للحسابات - في أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

تختلف أجهزة الكمبيوتر الكمومية بشكل أساسي عن أجهزة الكمبيوتر العادية: فهي تعالج المعلومات بترتيب حجم أسرع ، وذاكرتها أكثر أسيًا. بالفعل الآن ، تحل العينات التجريبية بعض المشكلات بشكل أسرع من أقوى الحواسيب الفائقة. إن آفاق إدخال أجهزة الكمبيوتر الكمومية أمر محير. بمساعدتهم ، يمكنك إنشاء عقاقير جديدة ، والمواد المركبة أقوى من التيتانيوم وأخف وزنًا من البلاستيك ، والموصلات الفائقة التي تعمل في درجة حرارة الغرفة ، أو تحقق أمان التشفير المطلق أو تطور الذكاء الاصطناعي العالمي. لكن في الواقع ، كل شيء ليس وردياً. هذا لأننا لا نفهم حتى الآن ما يمكن أن يفعله الكمبيوتر الكمومي حقًا .


Anatoly Dymarsky (Skoltech) هو فيزيائي نظري يعمل في مجال فيزياء الأنظمة الكمومية. سوف يخبر Anatoly كيف يختلف الكمبيوتر الكمومي عن الكمبيوتر المعتاد وما تعد به إمكانيات صناعة تكنولوجيا المعلومات.

كيف يعمل جهاز الكمبيوتر العادي؟

لتوضيح ماهية الكمبيوتر الكمومي وكيف يعمل ، تحتاج إلى البدء من بعيد وإخبار كيفية عمل الكمبيوتر العادي. يتم تحديد تشغيل الكمبيوتر التقليدي بواسطة معلمتين: الذاكرة وسرعة الحساب.

الذاكرة هي السمة الرئيسية لنظام الحوسبة. يمكن للكمبيوتر قراءة وكتابة ومعالجة المعلومات المخزنة في الذاكرة.

يقوم الكمبيوتر بأبسط العمليات: الضرب والطرح وإضافة الأرقام. إذا قمت بإجراء هذه العمليات كثيرًا وبسرعة ، فيمكنك دمجها في برنامج يعالج المعلومات. هذه هي طريقة عمل قواعد البيانات أو البحث أو الشبكات العصبية. إن سرعة العمليات الحسابية أو سرعة تنفيذ العمليات (FLOPS) مهمة هنا .

هناك معلمة ثالثة (إضافية) - الحتمية ،السمة العامة لجميع أنظمة الحوسبة. هذا يعني أن جميع الأجهزة تعمل وفقًا لبرنامج فريد من نوعه - الصفر دائمًا صفر ، والوحدة هي بالتأكيد وحدة. لم يتم تقديم تفسيرات أخرى وليس هناك عنصر من عدم اليقين.

يمكن إدخال عدم اليقين فقط على مستوى الإدخال ، على سبيل المثال ، من خلال أرقام عشوائية. قد يكون الإدخال عشوائيًا ، لكن البرنامج يعالج دائمًا جميع البيانات الواردة بشكل لا لبس فيه.

كيف يعمل الكمبيوتر الكمومي؟

إنه يعمل بشكل مختلف - من خلال منطق غير مفهوم بشكل بديهي. مثل المعتاد ، يقوم بإجراء الحسابات ، ولكنه يعتمد على قوانين ميكانيكا الكم .

العالم الكلاسيكي والميكانيكا الكلاسيكية حتمية. هذا يعني أن قيمة أي تسجيل ذاكرة في الكمبيوتر تكون دائمًا 0 أو 1 ، واللوحة دائمًا إما كاملة أو مكسورة.

في النظام الميكانيكي الكمومي ، لا يوجد مثل هذا الوضوح ، ولكن هناك احتمال يحدد جوهره. والسؤال الصحيح هنا هو: ما هو احتمال أن تكون اللوحات مكسورة أو سليمة ، ما هو احتمال أن تكون قيم التسجيل 0 أو 1؟


الاحتمال هو المفهوم الأول المهم في ميكانيكا الكم . من وجهة نظر ميكانيكا الكم ، فإن لوحات شرودنغر كاملة ومكسورة. هناك احتمال معين أنها كاملة ، وبعض الاحتمال أنها مكسورة. يعكس عدم اليقين هذا العالم المادي الحقيقي.

على المستوى الكلاسيكي ، يخفي عدم اليقين جهلنا. على سبيل المثال ، عندما نشتري تذكرة يانصيب Sportloto ، فمن المحتمل أن نفوز لأننا لا نعرف الرقم الفائز.

بالنسبة للفيزياء الكلاسيكية ، اليانصيب ليس عملية احتمالية. يمكنك دائمًا وصف حركة اليد التي تطلق الأسطوانة وسرعة ومسار كل كرة. نظريًا ، يمكنك تخمين الرقم الفائز (على الرغم من أنه صعب عمليًا). في ميكانيكا الكم ، حتى من الناحية النظرية ، لا يمكن للمرء أن يخمنماذا سيحدث في الثانية التالية. يمكننا فقط توقع هذا من حيث الاحتمال.

المفهوم الثاني هو مبدأ التراكب . تم العثور على بت منتظم فقط في القيم 0 أو 1. في أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا توجد بتات عادية ، ولكن هناك بتات كمومية - بتات . البتات الكمية في الحالة 0 أو 1 مع بعض الاحتمال. يمكن أن يكون الكيوبت في وقت واحد في هذه الحالات ، علاوة على ذلك ، في مجموعات مختلفة - في تراكب هذه الحالات.

عندما يكون النظام (qubit) في نفس الوقت في الحالة 0 أو 1 ، يمكننا فقط التحدث عن الاحتمالات. إذا كان هناك العديد من الحالات ، فإن النظام يكون في نفس الوقت في جميع الحالات الممكنة ، ولكن مع احتمال أقل لكل منها. هذا مهم بشكل أساسي.

في البرنامج الكلاسيكي ، في كل لحظة معينة من الزمن ، يعمل كل سطر من البرنامج مع خلية ذاكرة معينة. في ميكانيكا الكم ، يمكنك العمل مع جميع خلايا الذاكرة في نفس الوقت .

"ذاكرة" الكمبيوتر الكمومي

ما هو الفرق الرئيسي بين ذاكرة الكمبيوتر الكمومية والكلاسيكية؟ على جهاز كمبيوتر عادي ، نكتب أرقامًا في كود ثنائي. على سبيل المثال ، الرقم 8 في النظام الثنائي يبدو مثل 00001000 ، و 4 بتات كافية لكتابته.

في أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، تكون الكوبتات في الحالة 0 أو 1 مع بعض الاحتمالات. الاحتمال رقم. لكتابة رقم واحد بدقة لا نهائية ، تحتاج إلى عدد لا نهائي من البتات. لذلك ، من الناحية النظرية ، واحد كيلو بايت هو نظام مادي مع كمية لا حصر لها من الذاكرة .

في الممارسة العملية ، دقة طرق القياس محدودة. نفترض أنه يتوافق مع الجهاز المعتاد (تعويم). اتضح أن qubit يحتوي على رقمين: احتمال أن يكون qubit في الحالة 0 وفي الحالة 1.

ملاحظة: من أجل البساطة ، نتجاهل أن مجموع احتمالات كويب في الحالة 0 و 1 يجب أن يساوي واحد. الاستنتاج الرئيسي لا يعتمد على التبسيط.

واحد كيلو بايت يقابل رقمين حقيقيين (تعويم). هذا فوز كبير ، لأنه بالنسبة إلى رقمين حقيقيين على جهاز كمبيوتر عادي ، تحتاج إلى كلمتين آليتين - 128 بتًا عاديًا ، وتمكنا من خلال كم واحد. قد يبدو أن الكمبيوتر الكمي أفضل 128 مرة من المعتاد. لكن الأمر ليس كذلك.

الكمبيوتر الكمي أفضل بشكل كبير من المعتاد.

واحد كيلو بايت هو رقمان حقيقيان. كوبيتان - 4 أرقام حقيقية. لكن ثمانية كيوبتات هي 256 تكوينًا محتملًا لثمانية أصفار وأخرى - اثنان إلى القوة الثامنة.

بالنسبة للكيوبت الواحد ، يكون الكسب 128 مرة ، ولثمانية كيلوبايت يكون أكبر بكثير - 256 * 128. نظام n qubits في الذاكرة مكافئ$$$2^n$ أعداد حقيقية.

تتزايد سعة الذاكرة الكمية بشكل كبير.

تعادل ذاكرة الكمبيوتر المحمول العادي 15 كيلوبايت ، و 40 كيلوبايت تساوي ذاكرة أقوى مراكز البيانات ، وتتجاوز 50-60 كيلوبايت الذاكرة الإجمالية لجميع مراكز البيانات حول العالم.

ثلاثة إلى أربعة كيلوبايت تعادل زيادة في الذاكرة الكلاسيكية العادية بمقدار 10-20 مرة. الذاكرة الكمومية أكثر سعة من أي طرق كلاسيكية أخرى لتسجيل المعلومات. هذه هي الإمكانات الرئيسية للحوسبة الكمومية.

لكن الزيادة الهائلة في سعة الذاكرة الكمية تسبب مشكلة أبعاد . بسبب لعنة البعد ، من الصعب وصف مثل هذا النظام الكمي على جهاز كمبيوتر كلاسيكي - مطلوب المزيد والمزيد من الذاكرة.

ما المهام التي يمكن للكمبيوتر الكمومي حلها؟

إذا كان العالم الكمي يعمل على مستوى من عدم اليقين ، فكيف يمكن حساب أي شيء على الإطلاق؟ ميكانيكا الكم لها طبيعة احتمالية ، ونحن بحاجة إلى إجابة دقيقة. كيف سيعمل كل شيء إذا كنت بحاجة فقط إلى مضاعفة رقمين؟

سأشرح بمثال مشاكل الفئة NP ، أي مشاكل قابلية الحل التي لا يمكن العثور على حلها في وقت كثير الحدود - على أي حال ، تحت افتراض$$$P\neq NP$. ومع ذلك ، يمكن التحقق من صحة الحل في وقت كثير الحدود. يشبه هذا كسر قفل مغلق: لا نعرف كيفية استخدام المفاتيح الرئيسية ، ولكن يمكننا التحقق بسرعة من أي مفتاح ، إن وجد.

بفضل مبدأ التراكب ، فإن النظام الكمي موجود على الفور في جميع الولايات ويبحث عن أفضل خيار. لا يعطي النظام إجابة محددة ، لكنه يزيد من احتمال أن يكون الخيار الأفضل هو الحل. عندما يتوقف النظام عند حل ما ، يمكننا التحقق من صحته بسرعة.

إذا اتضح أن الإجابة غير صحيحة ، فقم بتشغيل الكمبيوتر الكمومي مرة أخرى. احتمال الحصول على الإجابة الصحيحة هو أكثر من 50٪ ، وغالبًا أكثر من ذلك بكثير. لذا ، في 2-4 يبدأ خوارزمية الكم ، نحصل على الإجابة الصحيحة.

لن يكون لدينا إجابة محددة ، ولكن فقط احتمال الحصول على الإجابة الصحيحة. لكن هذا الاحتمال مرتفع للغاية. في الواقع ، نحن نخمن ، ولكن ليس على أسس القهوة ، ولكن على الأساس العلمي. في بعض التكرارات ، سنجد الإجابة ونتحقق من صحتها.

معلمات الكمبيوتر الكم

يحتوي الكمبيوتر الكلاسيكي على معلمتين للجودة: مقدار الذاكرة وعدد العمليات. باستخدام الكمبيوتر العادي ، نفترض افتراضيًا أن لدينا إمكانية الوصول إلى جميع مواقع الذاكرة للكتابة والقراءة.

في الحالة الكمية ، هناك ثلاث معلمات.

مقدار الذاكرة أو عدد وحدات البت . كلما زادت الذاكرة ، كلما كان ذلك أفضل؟ بالنسبة للحاسوب الكمومي ، لا - عندما نزيد عدد البتات ، ينمو تعقيد النظام الكمي. يصبح من الصعب الحفاظ على النظام في حالة معزولة.

وقت التشغيل أو عدد العمليات المتسلسلة (التماسك). يجب الحفاظ على النظام في حالة معزولة - في الفيزياء هذا يسمى التماسك. إذا سمحنا للنظام الكمي بالتفاعل مع البيئة ، فسوف يدمر هذا حالة خلايا الذاكرة الكمومية. بدلاً من الأصفار والأخرى سيكون هناك ضوضاء فقط.

نحاول الحفاظ على النظام معزولًا لأطول فترة ممكنة. ولكن كلما زادت العمليات الكمية التي ننفذها ، كلما تم قضاء المزيد من الوقت عليها ، مما يعني أنه من الصعب بشكل متزايد الحفاظ على النظام في حالة معزولة.

ملحوظة: هنا عدد العمليات ليس في الثانية ، ولكن طوال وقت تشغيل النظام بالكامل.

ينشأ تناقض: كلما زادت الكوبتات ، قل عدد العمليات المتاحة . لذلك ، يعد الوقت الذي يمكنك من خلاله الحفاظ على عزل النظام وإجراء عدد معين من العمليات معلمة مهمة.

تخيل كمبيوتر عاديًا لا يوجد فيه تبريد. حتى يسخن الكمبيوتر ، لديه الوقت لحساب شيء ما ، ثم يتوقف. تقريبا نفس الشيء يحدث في الكمبيوتر الكمومي. لا تحتوي على "مروحة": كلما زاد عملها ، زادت تسخينها حتى تنهار. لذلك ، هناك حد لعدد العمليات.

عالمية. في الكمبيوتر الكلاسيكي ، تتوفر أي عمليات: الضرب ، القسمة ، الطرح. نظريا ، في الكم أيضا. ولكن من الناحية العملية ، من الأسهل بكثير إجراء العمليات فقط مع الكوبيتات المجاورة ، التي تقع على خط مستقيم ، في صفيف مستطيل أو مربع. للعمل مع جميع الكوبيتات ، هناك حاجة إلى بنية معقدة للغاية - من الناحية العملية ، لا يزالون لا يعرفون كيف.



تتعارض جميع المجالات الثلاثة مع بعضها البعض. يمكننا تحسين واحد ، ولكن هذا سيحدث بسبب تدهور الاثنين الآخرين. الآن بعد أن أصبحت التكنولوجيا في مهدها ، يمكن تمييز العديد من منصات النماذج الأولية ، ويحاول كل منها تحسين أداء اتجاه واحد على حساب الاثنين الآخرين.

النماذج الأولية

سوف أسلط الضوء على ثلاثة نماذج أولية تعمل عليها الشركات الكبيرة. تستثمر Google و IBM و Intel و Microsoft في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية. وقد استثمروا معًا أكثر من 500 مليون دولار في التطوير والمختبرات ومراكز البحث.

احتلت أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية الأولى غرفًا كاملة ، وعملت على أنابيب مفرغة وتم تسخينها لدرجة أنها كانت بحاجة إلى تبريد قوي منفصل. أجهزة الكمبيوتر الكمومية تشبهها كثيرًا - هذه خزائن بارتفاع 3 أمتار ، معظمها مشغول بأنظمة تبريد. تبرد أجهزة الكمبيوتر إلى درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق حتى تتمكن الأنظمة الكمية من أداء وظائف الحوسبة الخاصة بها.

أجهزة الكمبيوتر الكمومية

هذه آلات عالمية من Google و IBM مع حوالي 20 كيلو بايت من الذاكرة. إنهم يقومون بأي عملية ، لأن العالمية الكاملة متاحة مع عدد صغير نسبيًا من الكوبيتات ، ثم ينشأ حد عملي. ربما سيتعلم الناس في غضون عام كيفية العمل مع 30-40 كيلوبايت.

أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على تنفيذ خوارزميات الكم العشوائية ، على سبيل المثال ، خوارزميات Shor و Grover.

يعتمد التشفير الحديث على تحلل الأرقام إلى عوامل رئيسية. من غير المعروف حاليًا ما إذا كانت هناك خوارزمية متعددة الحدود غير الكمية موجودة لمشكلة العوامل. ومع ذلك ، قبل 25 عامًا ، نشر بيتر شور مقالًا يشرح كيف يمكن لجهاز الكمبيوتر الكمومي أن يحلل عددًا كبيرًا جدًا من العوامل الرئيسية.

لا تعمل خوارزمية الكمبيوتر الكمومي بشكل حتمي ، ولكنها تخمن عوامل بسيطة مع احتمال وجود إجابة صحيحة بأكثر من 50 ٪ وتجد عوامل بسيطة أسرع بشكل كبير من العوامل العادية.

مع انتشار أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، ستكون جميع طرق التشفير الحديثة ضعيفة ، وهذا هو الدافع الرئيسي في تطوير خوارزميات الكم على مدى السنوات الـ 25 الماضية. ولكن في الوقت الحالي ، لا يزال من الصعب تطبيق طريقة Shore ، لأن الخوارزمية تتطلب كمبيوترًا كميًا كبيرًا. الصغيرة تحل المشكلة فقط لأعداد صغيرة.

مثال آخر يوضح إمكانات الحوسبة الكمية هو خوارزمية Grover لمهمة البحث أو إيجاد حل لمعادلة$$$f(x)=1$أين $$$f(x)$نوع من الوظائف المعقدة.

بالإضافة إلى خوارزميات Shore و Engraver المذكورة أعلاه ، هناك عدد كبير من خوارزميات الكم الأخرى. أي نظام مادي يريد الدخول في التوازن - الكم ليس استثناءً. من وجهة نظر علمية ، من الأصح الحديث ليس عن التوازن ، ولكن عن الحالة الأساسية للنظام. التناظرية الكلاسيكية هي حالة الراحة. يسعى النظام دائمًا إلى الدخول في حالة راحة بأقل طاقة. من حيث المشاكل الحسابية ، إنها مهمة تحسين لتقليل الطاقة. يمكن للحاسوب الكمومي أن يحل مثل هذه المشاكل.

لم يتم حتى الآن فهم مجال تطبيق خوارزميات الكم وأجهزة الكمبيوتر بالكامل. ولكن هناك بالفعل العشرات من مشكلات التحسين المختلفة التي يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية والخوارزميات التعامل معها ، وتم العثور على مشكلات جديدة.

أجهزة محاكاة الكم ذات التنوع المحدود

هذا اتجاه آخر: العالمية محدودة ، ولكن يتم الحفاظ على العزلة (التماسك). هذه هي أجهزة كمبيوتر عند دوران 50-70 كيلوبايت ، وهي بمعنى الذاكرة بالفعل أكثر من أي كمبيوتر فائق.

عند هذا الحد ، تتفوق قدرات الكمبيوتر الكمومي المتخصص على إمكانات التفوق الكمومي الكلاسيكي . وهذا يعني أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تحل بعض المشاكل التي يستغرقها العادي (حتى أجهزة الكمبيوتر الفائقة) عشرات أو مئات أو آلاف السنين لإكمالها.

في أكتوبر 2019 ، أعلنت Google أنها حققت تفوقًا كميًا. ظهرت الأخبار في جميع الصحف والمجلات الرائدة ، ونشرت المقالة العلمية المقابلة في مجلة Nature. وقد نشرت العديد من الصحف الروائية ، حتى نيويورك تايمز وصحيفة وول ستريت جورنال ، البعيدة عن العلم.

في الواقع ، طورت Google معالجًا كميًا مع تنوع محدود. يحتوي على عدد كبير إلى حد ما من البتات ، ويمكنه أداء بعض المهام الضيقة بشكل أفضل من أي كمبيوتر كلاسيكي. سؤال آخر هو أن هذه مهام ضيقة ومصطنعة للغاية.

معالجات غير متماسكة مع عدد الكوبتات من 2 ألف

إذا نسيت العالمية والتماسك ، يمكنك إضافة 2 أو حتى 3-4 آلاف كيلوبت. تعمل شركة D-Wave من كندا في هذا المجال. لديهم معالجات بألف كيلو بت ، ولكن بدون تماسك.

التطبيقات الممكنة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية

أحد التطبيقات المحتملة الكبيرة هو التشفير. والثاني هو مهام التحسين التي تنشأ في مجموعة متنوعة من المجالات.

العلم. يمكن أن تساعد الحوسبة الكمومية في التنبؤ بسلوك الجسيمات ، أو نمذجة جزيئات الحمض النووي ، أو تطوير عقاقير جديدة. على سبيل المثال ، يحاولون تطبيق الحوسبة الكمومية في علم الصيدلة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى فهم الشكل الذي تتخذه البروتينات المختلفة (التي يمكنك التفكير فيها كأجسام كمية مجهرية). لا نعرف كيف سيتصرفون ، ولكن أسهل طريقة لفهم ذلك هي محاكاة سلوكهم على جهاز كمبيوتر كمومي. هذه المهمة العلمية لديها إمكانات تجارية ضخمة: الأدوية الجديدة والمكملات والمضادات الحيوية.

مواد جديدة.في علم المواد ، الشيء الرئيسي هو فهم تفاعل الذرات ، والتي يمكن نمذجتها على أجهزة الكمبيوتر الكمومية. هذه أيضًا مهمة علمية ، ولكن بعد إنشاء مادة جديدة ، يمكن بيعها بالفعل.

التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي. التعلم الآلي عملية معقدة تتطلب قدرا كبيرا من الحساب. في حين لا توجد فائدة عملية من أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، لأنها الآن في مستوى خاطئ من التطور. ولكن على المدى الطويل ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تسريع الخوارزميات القياسية. في بعض الحالات ، يبدو هذا ثوريًا ، لأنه يمكنك تقليل وقت تدريب الشبكة العصبية بعشرات المرات.

النقل والطاقة والخدمات اللوجستية.في هذه المناطق هناك العديد من مشاكل التحسين. على سبيل المثال ، في قطاع الطاقة ، تتمثل المشكلة الرئيسية في توزيع الطاقة الكهربائية في جميع أنحاء البلاد. يختلف سعر الكهرباء في مناطق مختلفة ، بينما يتم فقدان جزء من الطاقة أثناء النقل ، ومعه الربح. لكسب المزيد من المال ، تحاول الشركة تحسين التحويل. هذه واحدة من تلك المهام الموجودة في فئة NP. من الصعب العثور على الحل الصحيح ، ولكن الكمبيوتر الكمومي يمكن أن يساعد.

تطبيقات الأعمال. في الأعمال التجارية ، تشارك الشركات والمؤسسات الكبرى فقط في الحوسبة الكمومية. يمتلك العمالقة أموالاً وموارد ، على سبيل المثال ، Google أو D-Wave أو IBM (رائدة المجال بإنجازات عظيمة).

على موقع شركة D-Wave ، كتب أنه في 150 تطبيقًا تجاريًا ، يتم استخدام الحوسبة الكمومية. أصدرت شركة آي بي إم كتيبًا يناقش ما يمكن القيام به باستخدام جهاز كمبيوتر كمومي. هذه العشرات من الصناعات المختلفة وربما المئات من حلول الأعمال. لذلك يبدو على الورق.



في الواقع ، كل شيء مختلف قليلاً. إن تطوير التكنولوجيا ليس بعد على المستوى لوضعه موضع التنفيذ.

ماذا تعني الثورة الكمومية لصناعة تكنولوجيا المعلومات؟

لا شيء حتى الآن. نحن في ما يسمى عصر NISQ - تقنية الكم متوسطة الحجم الصاخبة . هذا يعني أنه لا يوجد الآن مثل هذه الأجهزة الكمومية التي يمكن أن تتنافس مع أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. ليس من الممكن بعد إنشاء نظام كمومي يفوق من جميع النواحي النظام الكلاسيكي: صغيرًا إلى حد ما وعالميًا ومعزولًا. حتى الآن ، تم الحصول على أنظمة فقط تؤدي مهام عالية التخصص من نوع معين أفضل من مجموعة الحوسبة. تكنولوجيا الكم ليست عملية بعد. أود استخدام هذه الإمكانات الهائلة لمهامي اليومية ، لكني لا أعرف كيف أفعل ذلك.

تكنولوجيا الكم لها "إمكانات مدمرة" ضخمة. إذا تعلمت حل مشكلة واحدة على الأقل من مشكلات التحسين المذكورة أعلاه بشكل جيد ، فسيؤدي ذلك إلى تغيير صناعة معينة على الأقل. آمل أن يتغير الوضع خلال 5-10 سنوات في بعض المناطق.

تقوم العديد من الشركات بإنشاء نماذج أولية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية الحقيقية - فهم يعرفون بالفعل كيفية القيام بشيء ما ، لكن هذا لا يكفي حتى الآن.

في Skoltech ، نحاول الإجابة على السؤال الرئيسي - كيف ولماذا يمكنك استخدام كمبيوتر الكم. مع زملائي فلاديمير أنتونوف و أوليغ Astafievنحن نعمل على مشروع نعمل فيه على حاسوب كمومي صغير. لسوء الحظ ، لم يتم حتى الآن حل بعض المشكلات المعمارية والتصميمية ، لأننا ما زلنا غير متأكدين من المهام التي سيتعين على هذا الكمبيوتر حلها. إذا كنت مهتمًا بهذا السؤال ، فأنا أدعوك إلى مناقشته .

لقد دفعنا الاهتمام الذي تلقاه المشاركون في HighLoad ++ إلى تقرير عن أجهزة الكمبيوتر الكمومية ومحطات الطاقة النووية إلى إيلاء المزيد من الاهتمام لمثل هذه المواضيع في مؤتمراتنا . لذلك ، في RIT ++ في مايو عبر الإنترنت ، سيكون لدينا أقسام من المجال العلمي وتطبيق تكنولوجيا المعلومات في المجالات ذات الصلة. وهذا ليس سوى جزء صغير من المستجدات في مهرجان "تقنيات الإنترنت الروسية" - لمزيد من التفاصيل ، انظر الموقع الإلكتروني والرسالة الإخبارية .