Previous Entry Share Next Entry
Квантовый компьютер
uralpanda
В то время, когда Вики говорит нам, что квантовый компьютер является гипотетическим устройством, к нам вчера приходила IBM и показывала свой 17-кубитный прототип :))) Концепция очень красивая, и невольно думаешь, как же должны работать мозги у того, кто смог это придумать (и у того, кто смог это реализовать).
Классический компьютер использует биты (нолики и единички), которые объединены в регистры. В каждый момент времени каждый бит может иметь только одно значение (либо 0, либо 1). Квантовый компьютер использует кубиты, которые тоже по природе бинарны, но каждый кубит при вычислениях находится в состоянии суперпозиции, то есть он одновременно и 0, и 1. Да, как кот Шредингера. Если взять теперь регистр в 8 кубитов, то это уже 8 маленьких дьявольских штучек в суперпозиции, то есть это множество величин мощностью 2 в степени N, где N - количество кубитов.
Что делает квантовый компьютер - он проводит вычисления не над одним аргументом, а над всеми 2 в степени N аргументов одновременно. То есть берёт буквально в охапку все возможные значения аргументов (их количество определяется числом кубитов) и за один проход получает такую же кучу выходных результатов. Которые, правильно, тоже сидят в суперпозиции. Казалось бы, что ценного в этой куче?
Здесь нужно понимать, что квантовый компьютер предназначен для определённого круга задач, которые можно описать как выбор правильного решения из огромного числа вариантов. Самый классический и понятный пример - взлом закрытого ключа RSA. Как известно, сейчас длина ключа RSA такова, что обычному классическому компьютеру, и даже мэйнфрейму нужны тысячи лет, чтобы разложить ключ на множители. Что делает квантовый компьютер - он загружает в кубиты весь потенциальный набор чисел в задаче, за один раз их пережёвывает (перемножает), и выдаёт такую же суперпозицию результатов, из которой останется выбрать только одну схлопнувшуюся в результате измерения комбинацию значений кубитов, где результирующий регистр равен исходному числу. Поиск и выбор этой схлопнувшейся комбинации - тоже задача нетривиальная, но она уже сейчас решена в прототипах.
Впрочем для того, чтобы взломать реальный ключ RSA, нужен компьютер из 50 кубитов минимум, а сейчас у IBM прототип на 17 кубитов. Квантовый компьютер - сложнейшая технически вещь, которая находится в среде с температурой, близкой к абсолютному нулю, и установлена на платформу, которая предохраняет процессор от малейших колебаний. Всё это нужно, для того, чтобы кубиты были в состоянии суперпозиции, а это состояние очень хрупкое, отсюда и непреодолённое пока ограничение на количество кубитов.
Безумно красиво, безумно интересно.

  • 1
Вот эту иллюстрацию дюже люблю

Да-да, бегает где-то между нулём и единичкой 😀

  • 1
?

Log in

No account? Create an account