Соңғы онжылдықта компьютерлер өте жылдам дамыды. Шын мәнінде, бір ұрпақтың есінде, үлкен тақталардан миниатюралық планшеттерге дейін жұмыс істейтін үлкен түтіктерден шығып кетті. Жады және жылдамдық тез артты. Бірақ заманауи заманауи компьютерлердің күші болмаған кездегі міндеттер пайда болды.
Кванттық компьютер дегеніміз не?
Кәдімгі компьютерлерден тыс жаңа міндеттердің пайда болуы жаңа мүмкіндіктерді іздеуге мәжбүр етті. Кәдімгі компьютерлерге балама ретінде кванттық пайда болды. Кванттық компьютер - бұл компьютерлік техника, кванттық механика элементтеріне негізделген әрекет негізі. Кванттық механиканың негізгі ережелері өткен ғасырдың басында қалыптастырылған. Оның көрінісі физикадағы көптеген мәселелерді шешуге мүмкіндік берді, олар классикалық физикада шешім таба алмады.
Квантия теориясы екінші ғасырды ескерсе де, ол әлі де мамандардың тар шеңберіне түсінікті. Бірақ кванттық механиканың нағыз нәтижесі бар, ол біз үйреніп қалған - лазерлік техника, томография. Ал өткен ғасырдың соңында кванттық есептеу теориясын кеңестік физик Ю.Манин жасады. Бес жыл өткеннен кейін, Дэвид Дуэль кванттық машинаның идеясын ашты.
Кванттық компьютер бар ма?
Бірақ идеялардың көрінісі соншалықты қарапайым емес еді. Мерзімді түрде басқа кванттық компьютер құрылды деген хабарлар бар. Мұндай компьютерлік технологияны дамыту ақпараттық технологиялар саласындағы алыптармен жұмыс жасайды:
- D-Wave компаниясы - бұл жұмыс істейтін кванттық компьютерлерді өндіретін бірінші болып Канададан келген компания. Дегенмен, мамандар бұл компьютерлер шын мәнінде кванттық компьютерлер болып табылады және олар қандай артықшылықтар береді.
- IBM - кванттық компьютер құрды және кванттық алгоритмдермен эксперименттер үшін Интернетті пайдаланушыларға ашты. 2025 жылға қарай компания практикалық мәселелерді шешуге қабілетті үлгі жасауды жоспарлап отыр.
- Google - кәдімгі компьютерлерде кванттық компьютерлердің артықшылығын дәлелдейтін компьютерді осы жылы шығару туралы жариялады.
- 2017 жылдың мамыр айында Шанхайдағы қытайлық ғалымдар әлемдегі ең қуатты кванттық компьютер сигналдарды өңдеу жиілігінде 24 есе асып түсетінін айтады.
- 2017 жылдың шілде айында Мәскеудегі Quantum Technologies конференциясында 51-губит кванттық компьютер құрылды деп жарияланды.
Кванттық компьютер мен қарапайым компьютер арасындағы айырмашылық қандай?
Есептеу процесіне көзқараста кванттық компьютердің іргелі айырмасы.
- Кәдімгі процессорларда барлық есептер екі немесе екі күйде болатын биттерге негізделген. Яғни, барлық жұмыс белгілі бір шарттарға сәйкестігі үшін деректердің үлкен көлемін талдау үшін азаяды. Кванттық компьютер qubits (кванттық бит) негізделген. Олардың ерекшелігі 1, 0-де, сонымен бірге 1 және 0-де болуы мүмкін.
- Кванттық компьютердің мүмкіндіктері едәуір өсті, өйткені жиынтықтың арасында дұрыс жауап іздеудің қажеті жоқ. Бұл жағдайда, жауап белгілі бір ықтималдықпен бар нұсқалардан таңдалады.
Кванттық компьютер дегеніміз не?
Заманауи компьютерлерге қарағанда тезірек бірнеше есе тез шешім табу мүмкіндігі жеткілікті ықтималдығы бар шешімді таңдауға негізделген кванттық компьютер принципі оны пайдаланудың мақсатын анықтайды. Ең алдымен, бұл компьютерлік технологияның пайда болуы криптографтарды алаңдатады. Бұл кванттық компьютердің парольдерді оңай есептеу қабілетіне байланысты. Осылайша, орыс-американдық ғалымдар жасаған ең қуатты кванттық компьютер, қолданыстағы шифрлау жүйелеріне кілттерді ала алады.
Сондай-ақ кванттық компьютерлер үшін пайдалы қолданылатын тапсырмалар бар, олар элементар бөлшектердің мінез-құлқымен, генетикадан, денсаулық сақтаудан, қаржы нарықтарынан, желілерді вирустардан қорғаумен, жасанды интеллектпен және қарапайым компьютерлер шеше алмайтын басқа да көптеген мәселелермен байланысты.
Кванттық компьютер қалай ұйымдастырылған?
Кванттық компьютердің құрылысы күмбезді пайдалануға негізделген. Қазіргі кезде қолданылатын газдардың физикалық өнімділігі:
- көп арналы токпен өткізгіштермен өткізгіштердің сақиналары;
- лазер сәулелері әсерінен жеке атомдар;
- иондар;
- фотондар;
- жартылай өткізгіштердің нанокристалдарын қолдану нұсқалары әзірленуде.
Кванттық компьютер - пайдалану принципі
Егер жұмыста классикалық компьютермен сенімділік болса, онда кванттық компьютердің қалай жұмыс істеуі туралы мәселе қиын. Кванттық компьютер жұмысының сипаттамасы екі түсініксіз сөйлемдерге негізделген:
- суперпозициялар принципі 1 және 0-позицияларда бір мезгілде бір уақытта жұмыс істеуге қабілетті губит мәселесі болып табылады. Бұл бірнеше есептеулерді бір уақытта жүзеге асыруға мүмкіндік береді, бұл опцияларды уақытында айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді;
- кванттық толқындар - екі бөлшектердің өзара байланысы болып табылатын А. Эйнштейннің байқаған құбылысы. Қарапайым сөзбен айтқанда, бөлшектердің біреуі оң бірлікке ие болса, онда екіншісі оң бірлікке ие болады. Бұл қатынас қашықтығына қарамастан жүреді.
Кванттық компьютерді кім ойлап тапты?
Кванттық механиканың негізі өткен ғасырдың басында гипотеза ретінде түсіндірілді. Оның дамуы Макс Планк, А. Эйнштейн, Пол Дирак секілді керемет физиктермен байланысты. 1980 жылы Антонов кванттық есептеу мүмкіндігі туралы идеяны ұсынды. Бір жылдан кейін Ричард Фейнман теорияда бірінші кванттық компьютерді модельді.
Қазір кванттық компьютерлердің даму сатысында құру және кванттық компьютердің не істей алатындығын елестету қиын. Бірақ бұл бағытты меңгеру адамдардың ғылымның барлық салаларында көптеген жаңа жаңалықтарды әкелетіні, микро және макро әлемді зерттеп, ақыл-ойдың, генетика туралы көбірек білуге мүмкіндік беретіні анық.