Квантовые компьютеры могут появиться уже в 2017 году

Квантовые вычисления в течение долгого времени казались несбыточной технологией, которую, возможно, удастся реализовать лет через двадцать. Но 2017 год может стать годом, когда самые смелые идеи ученых будут претворены в жизнь.

Компьютерные гиганты Google и Microsoft недавно наняли множество выдающихся ученых и поставили перед ними сложные задачи на этот год. Амбициозные планы компаний заключаются в том, чтобы, наконец, перейти от теории к практике.

В 2014 году Google начал работу над устройством для квантовых вычислений, которое использует сверхпроводимость. Учёные надеются, что в этом году или несколько позже им удастся выполнить вычисления, которые не под силу самым мощным «классическим» суперкомпьютерам. Их конкурент – компания Microsoft – делает ставку на интригующую, но недоказанную пока концепцию топологических квантовых вычислений и надеется первым представить её общественности.

Стартапы, занимающиеся квантовыми вычислениями, также участвуют в гонке. Физик Роберт Шоэлкопф из Йельского университета (Нью-Хейвен, Коннектикут), сооснователь стартапа Quantum Circuits, а также бывший физик IBM Чад Ригетти (Беркли, Калифорния) рассчитывают на совершение прорыва в ближайшее время.

В академических лабораториях придерживаются такого же мнения. Роберт Шоэлкопф, руководящий группой, которая занимается постройкой квантового компьютера в Йеле, говорит, что они проверили все компоненты и функции. Он и многие другие учёные сходятся во мнении, что, хотя нужно провести ещё много физических экспериментов, основные трудности теперь заключаются в инженерии. Квантовый компьютер с наибольшим количеством кубитов (20 кубитов на сегодняшний день) сейчас тестируется в университете Инсбрука в Австрии под руководством Рейнера Блата.

В то время как обычные компьютеры кодируют информацию посредством битов, которые могут находиться в двух состояниях – ноль или единица – «кубиты», с помощью которых работают квантовые компьютеры, могут быть в «суперпозиции» двух состояний сразу. Это, а также способность кубитов находиться в квантовом состоянии, которое называется спутанность, даст возможность компьютерам выполнять множество вычислений одновременно. И, в принципе, количество таких вычислений может удваиваться для каждого дополнительного кубита, приводя, таким образом, к экспоненциальному повышению производительности.

Эта скорость может позволить квантовым компьютерам выполнять такие определённые операции, как поиск в огромных базах данных или факторизация больших чисел, которые были бы невозможны для более медленных обычных компьютеров. Квантовые компьютеры также могли бы использоваться в качестве инструмента исследования: химики получили бы возможность моделировать химические реакции, а физики – разрабатывать сверхпроводимые материалы.

Читать полностью: Земля — Хроники Жизни