Подписаться на новости SCDAILY 

  • Julia Borisova

Проблемы создания квантовых компьютеров

Многие из вас наверняка слышали уже, что квантовые технологии произведут технологическую революцию в нашем мире, поскольку они могут выполнять некоторые задачи во много раз быстрее современных компьютеров. Найти применение квантовым компьютерам можно и в физике, и в медицине, и в финансовой аналитике, и в математике, словом, почти в любой отрасли науки и техники.


Квантовые технологии изменят наш мир

Однако, с 1980х годов, когда впервые заговорили о преимуществах квантовых компьютеров, до настоящего времени прошло уже более 30ти лет. А квантовые компьютеры до сих пор остаются лишь в стенах нескольких лабораторий по всему миру. Хотя некоторые компании стараются сделать квантовые технологии доступными для общественности. Так, например, Amazon предоставляет веб интерфейс для использования возможностей квантовых процессоров трех стартап компаний.


Но все же, почему квантовые компьютеры настолько сложны, что за 30 лет мы до сих пор находимся лишь на стадии разработок в этом области?


Устройство квантового компьютера очень сложное, квантовые единицы памяти – кубиты – представляют собой отдельные атомы, ионы или фотоны. Их важное свойство, благодаря которому реализуется основное преимущество квантовых вычислений, называется спутанность, связность или когерентность. Эта самая квантовая спутанность чрезвычайна нестабильна и ее очень просто потерять. Потеря спутанности может быть вызвана вибрациями, температурными флуктуациями, электромагнитными волнами и другими факторами внешней среды. Потеря квантовой когерентности ведет к накоплению ошибок, которые нужно корректировать.


И пока ученые не создали такой квантовый компьютер, способный поддерживать квантовую спутанность, не смотря на влияние окружающих факторов, им приходится разрабатывать и создавать также систему коррекции ошибок квантового компьютера. Таким образом, для создания компьютера с определенным количеством квантовых битов необходимо использовать еще большое количество кубитов для схемы коррекции. То есть большая часть квантовой логики – это схема коррекции и лишь малая часть кубитов – это реальные вычислительные мощности.


А теперь вопрос на миллион долларов: как мы можем рассчитывать получить какие-то значимые для нас результаты от компьютера, который настолько ненадежен, что приходится корректировать его ошибки в процессе вычислений?


Об этом в нашей следующей статье.