Квантовый компьютер – это вычислительная машина, принцип работы которой основан на эксплуатации феномена суперпозиции [1]. Если информация на обычном компьютере кодируется через нули и единицы, то квантовый компьютер использует внутренние характеристики элементарных частиц [2]. Характеристикой электрона является спин [3], [4] который одновременно находится во всех возможных суперпозициях, а принимает он то или иное направление при считывании его лазером [2]. В связи с этим, создание квантового компьютера затруднено, как с материальной точки зрения [5], так и с точки зрения программного обеспечения [6], [7].
Вычислительные способности квантового компьютера оправдывают любые трудности и вынуждают учёных искать их решение [8]. Уже разрабатываются специальные языки программирования [6], [7] и исследуются материалы, делающие возможным создание квантового компьютера [9]. В отношении последнего, кстати говоря, успехи демонстрирует российская наука [10]. Как сообщает РИА новости, под руководством старшего научного сотрудника лаборатории роста кристаллов Института геологии и минералогии СО РАН Константина Коха удалось отработать технологии синтеза кристаллов, которые могут использоваться при создании квантового компьютера. А именно для создания жёсткого диска [5], [9].
Создание квантового компьютера может породить и ряд трудностей. Например, поскольку вычислительные мощности квантового компьютера могут превышать вычислительные возможности современных ЭВМ в десятки или даже сотни миллионов раз, технология blockchain может катастрофически устареть [11]. Как следствие, криптовалюты, основанные на этой технологии, могут утратить жизнеспособность. Почему? Потому что технология blockchain основана на криптографическом коде, доступ к которому есть у всех участников системы [12], [13]. Именно поэтому система может быть анонимной, оставаясь безопасной. Информация распределена между всеми участниками, поэтому взломать её невозможно. Невозможно на обычном компьютере! Квантовый компьютер может изменить правила игры [14].
Мощность квантового компьютера обеспечивает технология записи на квантовых битах (кубиты) [15]. Если обычный компьютер, проверяя двухбитный реестр, вынужден проверять все возможные варианты двоичного кода подряд, то квантовый компьютер проверяет все кубиты кубитного реестра одновременно. Это называется квантовый параллелизм [16], [17]. Но вероятность получить правильный ответ при такой технологии крайне мала. Почему? Потому что эффект суперпозиции теряется, как только компьютер считывает информацию. В итоге получается, что компьютер считывает информацию быстро, но считывает он просто первый случайно попавшийся вариант. А и ежу понятно, что квантовый компьютер создают не для этого!
Решение проблемы предложил в середине 90-х годов XX века Питер Шор [18]. Это была факторизация [19]. Суть идеи заключалась в том, что большие числа квантового алгоритма раскладываются на множители, в результате чего неправильные варианты с большой долей вероятности взаимоуничтожаются. В результате удаётся получить приемлемую вероятность получения правильного ответа. А в какой области наиболее важно быстро получать скрываемые в коде множители? Правильно, в криптографии! Именно поэтому создание квантового компьютера и приравнивают к смерти криптографии [20]. Хотя, скорее всего, что создание квантового компьютера просто приведёт и к развитию технологии расшифровки, и к развитию технологий шифрования. Впрочем, до полноценного квантового компьютера ещё очень далеко [20].
P.S. Благодарим за внимание! Надеемся, что статья была интересна и познавательна. Если у вас остались какие-либо вопросы, есть замечания или вы хотите высказать слова благодарности, то для всего этого можно воспользоваться формой комментариев ниже. Оценивайте статью, делитесь ею с друзьями в социальных сетях, добавляйте сайт в избранное и боритесь с мракобесием во всех его проявлениях, аминь!
[1] phys.org/news/2017-06-method-enable-stable-scalable-quantum.html
[2] sciencedaily.com/releases/2017/05/170509093636.htm
[3] sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S000926149900041X
[4] phys.org/news/2013-12-electron-mechanically.html
[5] sciencedaily.com/releases/2017/06/170629142614.htm
[6] newscientist.com/article/dn23820-new-language-helps-quantum-coders-build-killer-apps
[7] sciencedirect.com/science/article/pii/S0262407913617042
[8] scitechconnect.elsevier.com/quantum-mechanics-change-computing/
[9] sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0030401801016662
[10] ria.ru/science/20180306/1515780370.html
[11] medium.com/swlh/quantum-computing-the-blockchain-killer-3700669af931
[12] sciencedirect.com/science/article/pii/S1877050916322190
[13] sciencedirect.com/science/article/pii/S0040162517307084
[14] futurism.com/bitcoins-security-quantum-computers/
[15] sciencedirect.com/science/article/pii/S2212667814001178
[16] sciencedirect.com/science/article/pii/S1571066111000181
[17] sciencedirect.com/science/article/pii/S0010465508004141
[18] sciencedirect.com/science/article/pii/S1877050915011825
[19] sciencedirect.com/science/article/pii/S0004370209001398
[20] sciencedirect.com/science/article/pii/S1361372317300519