КВАНТОВЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ

Квантовый компьютер — это новая компьютерная архитектура, в которой для выполнения определенных видов вычислений используется квантовая механика. Вычисления эти намного эффективнее, чем на привычном всем сегодня компьютере (назовем его «классическим»).

Классические компьютеры оперируют битами — это мельчайшая частица, так сказать, «атом» информации[108]. Бит похож на переключатель — он может быть либо нулем (если выключен), либо единицей (если включен). Каждое приложение, веб-сайт или фотография состоит из миллионов таких битов. Использование двоичных разрядов упрощает представление данных и управление классическими компьютерами, но при этом ограничивает их потенциал для решения действительно сложных задач информатики.

В квантовом компьютере используются квантовые биты, или кубиты; обычно это субатомные частицы, такие как электроны или фотоны. Кубиты «живут» по принципам квантовой механики, их свойства достаточно необычны, их можно даже назвать «суперсвойствами».

Первое из них — суперпозиция, способность кубита находиться в любой момент времени в нескольких состояниях разом. За счет этого несколько кубитов в суперпозиции могут одновременно обрабатывать огромное количество данных.

ИИ, решая задачу победы в компьютерной игре, на классическом компьютере будет перебирать разные ходы и опробовать, «вертеть» их до тех пор, пока не нащупает путь, ведущий к выигрышу. ИИ, построенный на квантовых вычислениях, испробует все ходы гораздо быстрее (а значит, эффективнее), к тому же учтет вероятность ошибки — все это экспоненциально снижает сложность процесса.

Второе необычное свойство кубита — спутывание (взаимозависимость). Два любых кубита в квантовом компьютере всегда взаимосвязаны — и действия, выполняемые над одним, влияют на другой, даже если кубиты сильно удалены один от другого. Благодаря спутыванию каждый кубит, добавленный в квантовый компьютер (это возможно сделать программными методами), увеличивает вычислительную мощность машины в геометрической прогрессии.

Чтобы удвоить мощность классического суперкомпьютера стоимостью 100 миллионов долларов, нужно выложить еще столько же; а удвоить мощность квантового компьютера можно, просто добавив еще один кубит.

Но у этих потрясающих свойств есть, естественно, и обратная сторона. Квантовый компьютер чрезвычайно чувствителен — на него влияют мельчайшие сбои техники («железа») и даже изменения окружающей среды. Вибрации (от проходящего неподалеку трамвая), электрические помехи, перепады температуры или магнитные волны могут ослабить суперпозицию или даже ликвидировать ее.