Применение квантовых компьютеров

Благодаря особым свойствам квантовых объектов - кубитов - квантовые компьютеры могут эффективно выполнять задачи, требующие множества параллельных вычислений. Любые задачи, требующие перебора возможных решений, гораздо быстрее решить на квантовом вычислительном устройстве, чем на классическом. Кроме того, есть задачи, которые современные компьютеры в принципе не могут решить за какой-то конечный промежуток времени. Именно для таких целей ученые и работают над созданием квантового компьютера.

Применение квантового компьютера

Несмотря на свою огромную вычислительную мощность, квантовые компьютеры подходят далеко не для каждой задачи. Есть задачи, которые гораздо проще и быстрее решить на обычном, классическом компьютере. Но есть такие проблемы, которые может решить только квантовый компьютер. 

1. Искусственный интеллект и квантовые компьютеры

Искусственный интеллект основан на принципах обучения в ходе экспериментов. Искусственный интеллект хорошо работает, если получает точную обратную связь.

Эта обратная связь базируется на вычислении вероятностей множества возможных вариантов. Поэтому искусственный интеллект – это идеальное применение квантовых вычислительных устройств.

Обучение искусственного интеллекта тем лучше, чем больше вариантов он рассматривает в процессе обучения. Квантовые компьютеры, обладая большой вычислительной мощностью, позволят быстрее и эффективнее обучать искусственный интеллект.

Кроме того, технологии искусственного интеллекта устойчивы к высокой вероятности ошибок, а главная проблема квантовых процессоров – это именно наличие ошибок. Ученые надеются, что накапливаемые квантовыми процессорами ошибки не помешают обучению нейронных сетей, а может, наоборот, сделают их еще более «интеллектуальными».

2. Молекулярное моделирование и квантовые технологии

Другое применение квантовых технологий – это моделирование молекулярных взаимодействий с целью выявления оптимальных конфигураций для химических реакций. Такой подбор настолько сложен, что современные компьютеры в настоящее время могут проанализировать только простейшие молекулы.

Химические реакции имеют квантовую природу, поэтому для квантовых компьютеров молекулярное моделирование не представляет никаких трудностей.

3. Криптография и квантовые компьютеры

Большинство современных методов шифрования данных основано на разложении больших чисел на простые множители. Для взламывания шифров необходимо проверить все возможные множители, классический компьютер может выполнить эту задачу, но за слишком большое время.

Квантовые компьютеры могут выполнять задачу факторизации (или разложения на множители) гораздо быстрее, чем обычные. А это значит, что с приходом квантовых технологий все современные методы кодирования данных станут ненадежными. Поэтому необходимо разработать новый квантовый метод шифрования информации.

4. Финансовое моделирование и квантовые технологии

Современные финансовые рынки – это одни из наиболее сложных систем, существующих в нашей жизни. Ученые постоянно работают над улучшением математических и научных инструментов, позволяющих делать некоторые прогнозы. Трудность заключается в том, что проверить, как работают эти инструменты, в тестовом режиме не представляется возможным, так как нет среды для проведения экспериментов.

Решить эту проблему помогут квантовые технологии. Природа квантовых объектов такова, что они могут находиться сразу в нескольких состояниях с определенной долей вероятности. Это свойство схоже со стохастической природой финансовых рынков. Квантовые компьютеры помогут оценить конечные результаты всех показателей, учитывая огромное количество произвольных сценариев развития.

5. Прогноз погоды и квантовый компьютер

Главный экономист Национального управления океанических и атмосферных явлений заявил, что около 30 % ВВП США явно или неявно зависит от погоды, включая пищевую отрасль, логистику, розничную торговлю и другие области промышленности. Возможность более точного предсказания погоды даст нам огромные преимущества в самых различных областях.

Более подробно о применениях квантовых компьютеров читайте в этой статье.

последние новости

квантовая криптография

Подписаться на новости SCDAILY