Квантовый компьютер — это вычислительное устройство, работающее по принципам квантовой механики, которую по праву можно назвать самым сложным разделом физики. Квантовая механика зародилась в начале 20-ого века, и изучает поведение квантовых систем и ее элементов. Квантовая частица может находиться в нескольких местах и состояниях одновременно, поэтому по определению квантовая механика полностью противоречит общей теории относительности.
На рынках Европы, Азии и США квантовые технологии активно развиваются последние 10 лет, постепенно выходя из лабораторий в прикладную сферу. Речь идет не только о создании квантового компьютера, о котором много говорят в СМИ, но о совершенно новой инфраструктуре телекоммуникаций и информационной безопасности. Крупные технологические брокеры на новых рынках давно работают с этим направлением – как с основой для создания перспективных бизнес-моделей. В мире есть 8 глобальных кластеров, которые концентрируют ресурсы по разработке и внедрению квантовых технологий: на западном и восточном побережье США, в Европе, Великобритании, Китае, Японии, Австралии и России. Ключевые свойства квантовых технологий научно доказаны и даже экспериментально подтверждены: квантовая телепортация, высокий уровень безопасности передачи данных, новые вычислительные мощности, сверхскорость передачи данных, суперчувствительность квантовых сенсоров и др. Поэтому они могут найти применение в самых разных отраслях: транспортных системах, инфраструктуре умного города и интернета вещей, робототехнике, телеком-инфраструктуре, спутниковых системах связи. Квантовые технологии принципиально отличаются от существующих информационных систем следующим:
Классический компьютер работает на основе транзисторов и кремниевых чипов, которые используют для обработки информации бинарный код, состоящий из нулей и единиц. Бит, как минимальная единица информации имеет два базовых состояния: 1 и 0.
Работа же квантового компьютера будет основываться на принципе суперпозиции, а вместо битов будут использоваться кубиты (квантовые биты), которые одновременно могут находиться во всевозможных состояниях (в 1 и 0 одновременно).
Квантовое вычисления использует особый физический ресурс: квантовую запутанность. Это позволяет в некоторых операциях достичь поразительного выигрыша во времени. Две частицы, электрон или фотон, которые одновременно испускает один и тот же источник, находятся в так называемом запутанном (или сцепленном) состоянии. Они несут одновременно правую и левую поляризации, но в момент измерения они принимают определенную поляризацию – причем всегда будут противоположны друг другу. То есть, если мы смотрим на один фотон, и он принимает левую поляризацию, то у другого фотона будет правая поляризация – и наоборот. Предсказать, какую поляризацию примет та или иная частица, невозможно.
Ошибки в квантовых компьютерах можно разделить на два главных уровня. Ошибки первого уровня присущи всем компьютерам, в том числе и классическим. К таким ошибкам относится непроизвольная смена кубитов из-за внешнего шума (например: космических лучей или радиации). С этой проблемой недавно удалось справиться специалистам из компании Google. Для решения этой проблемы команда ученых во главе с Джулианом Келли создала особую квантовую схему из девяти кубитов, которые ищут ошибки в системе. Остальные кубиты отвечают за сохранность информации, таким образом, сохраняя ее дольше, нежели с использованием единичного кубита. Однако основная проблема никуда не делась, остается второй уровень ошибок
Да, альтернативой классической криптографии может стать квантовая криптография. Это вообще новый принцип работы систем информационной безопасности. Классическая криптография – это математика, сложные алгоритмы. А квантовая криптография работает на физических принципах. Информация передается в линиях оптоволоконной связи при помощи частиц света – фотонов. Фотоны имеют разные состояния. Использование этого физического состояния и дает эффект квантовой криптографии.
Да, действительно создание квантовых компьютеров повлечет за собой не только ряд перспектив и развития,а также поставит серьезные задачи перед человечеством,поэтому уже сейчас стоит задуматься над тем ,что нужно будет сделать в случае появления компьютеров.Мир не стоит на месте,мир неизменно меняется,сейчас период застоя,после чего последует период глобальных измений,революции,самое главное это быть готовым ко всем всевозможным переменам и строить будущее сейчас.....