Как будут работать квантовые компьютеры

Квантовые компьютеры открывают новую эру высокоскоростных вычислений.
Они будут в 1 000 000 000 раз быстрее, чем современные компьютеры на основе кремния. Сегодняшний высокоскоростной компьютер, сидящий перед вами, принципиально не отличается от своих 30-тонных предков,
которые были оснащены примерно 18 000 электронных ламп и 805
км (500 миль) проводки!

Закон Мура:

В 1965 году соучредитель Intel Гордон Мур увидел будущее. Его предсказание, широко известное как закон Мура, гласит, что количество транзисторов на кристалле удваивается примерно каждые два года. Это наблюдение об интеграции кремний, сделанное Intel, вызвало мировую технологическую революцию.

Что такое квантовый компьютер?

В квантовом компьютере основная единица информации (называемая квантовым битом или кубитом) не двоичная, а скорее четвертичная по своей природе. Это свойство кубита возникает как прямое следствие его приверженности законам квантовой механики, которые радикально отличаются от законов классической физики. Кубит может существовать не только в состоянии, соответствующем логическому состоянию 0 или 1, как в классическом бите, но также в состояниях, соответствующих смеси или суперпозиции этих классических состояний.

Возможности квантовых
компьютеров:

По мере развития технологии несколько факторов работают вместе, подталкивая нас к квантовым вычислениям и вытесняя классические микросхемы на основе кремния. Этими факторами являются масштабирование, энергопотребление,
экономичность строительства. При нынешних темпах миниатюризации микросхем, энергоэффективности и экономичности классическая

компьютер 2020 года (если это вообще может произойти) будет содержать ЦП, работающий на частоте 40 ГГц (или 40000 МГц), с 160 ГБ (160 000 МБ) оперативной памяти (ОЗУ) и работать на мощности 40 Вт. .

Масштабирование: компьютерный мир
полон нововведений, и многие из них
включают более мощные и компактные
микросхемы.
Согласно закону Мура,
емкость чипа удваивается каждые 18 месяцев, но размер чипа остается постоянным.
Количество транзисторов на одном кристалле является
также растет экспоненциально. Похоже, что
если миниатюризация продолжится нынешними
темпами, к
2020 году немного будет представлено одним атомом.

Будущие компьютеры:

Атомы, упакованные в световую коробку для яиц?
Ученые из Университета штата Огайо сделали шаг к разработке новых мощных компьютеров, проделав крошечные дыры, в которых вообще ничего не было.

Отверстия — темные пятна на поверхности лазерного света в форме коробки для яиц — могут однажды стать колыбелью атомов для квантовых вычислений.

Фундаментальные ограничения квантовых компьютеров

Квантовые компьютеры, хранящие информацию в так называемых квантовых битах (или кубитах), столкнутся с фундаментальным ограничением. Это заявление голландских физиков-теоретиков из Фонда фундаментальных исследований материи (FOM).

Препятствия и исследования:

Исследователи заявили, что потенциал квантовых вычислений огромен, и недавний прогресс обнадеживает, но есть еще много препятствий, которые необходимо преодолеть, прежде чем квантовые компьютеры станут коммерчески доступными. Чтобы быть жизнеспособными, квантовые компьютеры должны иметь как минимум несколько десятков кубитов, прежде чем они смогут решать реальные проблемы.
В настоящее время ведутся исследования по поиску методов борьбы с деструктивными эффектами декогеренции для разработки оптимальной аппаратной архитектуры для проектирования и создания квантового компьютера, а также для дальнейшего раскрытия квантовых алгоритмов для использования огромной вычислительной мощности, доступной в этих устройствах. Естественно, это стремление тесно связано с кодами квантовой коррекции ошибок и квантовыми алгоритмами.

Комментарии к записи Как будут работать квантовые компьютеры отключены