Эксπир
Регистрация / Вход

От бита к кубиту

Создание квантовых компьютеров сулит необыкновенные перспективы

От бита к кубиту

От бита к кубиту

Его еще доводят до ума и «настраивают», однако поистине фантастические возможности квантового компьютера уже известны. Он поможет, например, создавать наисложнейшие материалы с заданными свойствами, проектировать молекулы с более чем 50 межатомными связями… И делать это за считаные минуты, тогда как действующим компьютерам потребовались бы годы. В нашей стране это необыкновенное устройство на основе сверхпроводников разрабатывает консорциум из трех московских университетов (НИТУ «МИСиС», МФТИ, МГТУ им. Н.Э.Баумана), а также ВНИИА Росатома, Российского квантового центра (РКЦ) и Института физики твердого тела РАН. Рассказывает научный руководитель проекта доктор физико-математических наук Алексей Устинов, профессор сразу трех вузов: НИТУ «МИСиС», МФТИ и Технологического университета Карлсруэ (Германия).
– Как случилось, что вы выбрали это направление?
– Довольно долго я занимался физикой сверхпроводников – создавал устройства, применяющие так называемые джозефсоновские переходы. Еще в начале 80-х годов прошлого века было высказано предположение, что они обладают макроскопическими квантовыми свойствами. Но чтобы доказать это, потребовалось много времени и масса экспериментов. В эту чертовщину я и погрузился.
– И что представляет собой «чертовщина»?
– Суть в том, что ученый мир однажды согласился описывать микрообъекты – отдельные атомы, электроны, фотоны – по законам квантовой механики. Но что она применима и к большим макроскопическим системам, состоящим из многих миллиардов частиц, долгое время вызывало непримиримые споры. Сразу возникли вопросы, как управлять этим движением большого числа частиц, удастся ли установить, как долго сохраняются состояния больших квантовых объектов и как их контролировать. Предположение, что время когерентности (сохранение исходных квантовых состояний) крупных объектов может быть достаточно большим и измеряемым, казалось ересью с точки зрения традиционной квантовой физики микрочастиц. Однако, разбираясь с этим явлением, удалось увеличить время когерентности макроскопических объектов на основе сверхпроводников примерно в миллион раз и довести до тысячных долей секунды. Так появилась возможность производить квантовые расчеты, а законы квантовой механики стали универсальным средством для описания и изучения самых разных систем и природных явлений.
– Какие задачи смогут решать квантовые машины?
– Производить, например, расчеты межатомных связей при создании сложных молекул и материалов, а также предсказывать их свойства. На обычном компьютере сделать точный расчет больших молекул и сложных материалов практически невозможно, а квантовый компьютер справится с этим практически мгновенно. Как по рецепту врача составляют лекарства, так возникает перспектива получать материалы, которых в природе не существует. Или такая техническая задача. На трубопроводе выходит из строя насос – и нужно срочно и как можно быстрее проанализировать массу возможных альтернативных маршрутов транспортировки углеводородов и восстановить работу с минимальными потерями. Квантовый компьютер способен решать подобные задачи оптимизации, рассматривая множество вариантов одновременно. Однако замечу: пока квантовые компьютеры обладают лишь ограниченной точностью, поэтому сравнивать их потенциал с действующими компьютерами еще рано.

Система Orphus Если Вы заметили ошибку, выделите её и нажмите Ctrl + Enter.

Фото с сайта источника

Ctrl+Enter
Esc
?

Комментарии

Для того чтобы оставить комментарий, необходимо войти в систему или зарегистрироваться.