Читать книгу Квантовое превосходство: Революция в вычислениях, которая изменит всё онлайн

К примеру, сегодняшние квантовые компьютеры могут иметь в своем составе более 100 кубитов. Это означает, что они в 2¹⁰⁰ раз мощнее суперкомпьютера всего с одним кубитом.

Квантовый компьютер Sycamore компании Google, первым достигший квантового превосходства, способен обрабатывать при помощи своих 53 кубитов 72 миллиарда миллиардов байт памяти. Так что любой традиционный компьютер в подметки не годится подобному квантовому компьютеру.

Коммерческие и научные последствия всего этого громадны. Ставки при переходе от цифровой мировой экономики к экономике квантовой необычайно высоки.

Следующий ключевой вопрос звучит так: что мешает нам сегодня вывести на рынок мощные квантовые компьютеры? Почему какой-нибудь предприимчивый изобретатель не продемонстрирует нам квантовый компьютер, способный взломать любой известный шифр?

Проблему, с которой сталкиваются квантовые компьютеры, также предвидел Ричард Фейнман, когда впервые предлагал эту концепцию. Чтобы квантовые компьютеры работали, атомы необходимо расположить в точности так, чтобы они вибрировали в унисон. Это называется когерентностью. Но атомы – невероятно маленькие и чувствительные объекты. Малейшее загрязнение или возмущение из внешнего мира – и когерентность батареи атомов может быть нарушена и весь расчет – погублен. Эта невероятная чувствительность и уязвимость и есть главная проблема квантовых компьютеров. Так что вопрос на триллион долларов: можем ли мы контролировать декогеренцию?

Чтобы минимизировать вредное влияние внешнего мира, ученые при помощи специального оборудования понижают температуру до значений, близких к абсолютному нулю, когда нежелательные колебания почти отсутствуют. Но, чтобы достичь этих температур, требуются особые дорогостоящие насосы и трубки.

Здесь мы сталкиваемся с загадкой. Мать-природа использует квантовую механику при комнатной температуре без каких бы то ни было проблем. К примеру, чудо фотосинтеза – одного из важнейших процессов на Земле – представляет собой квантовый процесс, который проходит тем не менее при обычной температуре. Матери-природе не нужны целые комнаты экзотических устройств, работающих при температурах, близких к абсолютному нулю, чтобы осуществлялся фотосинтез. По не совсем понятным причинам в природе когерентность может поддерживаться даже в теплый солнечный день, когда возмущения от внешнего мира должны, по идее, порождать хаос на атомном уровне. Если бы мы смогли однажды разобраться, как мать-природа творит свое волшебство при нормальных температурах, мы стали бы, возможно, повелителями квантовых процессов и даже самой жизни.