Hi-Tech

Суперкомпьютер смог решить неразрешимую задачу

Квантовый компьютер Sycamore

Используя программное обеспечение квантового компьютера под названием Sycamore, представитель Google заявили о «квантовом превосходстве» над самыми мощными суперкомпьютерами в мире, по причине того, что именно с помощью Sycamore у них получилось решить проблему, которая долгое время считалась практически невозможной для решения на обычных компьютерах. Кажется, компания Google только что смогла совершить настоящий переворот в компьютерной науке.

Самый мощный в мире суперкомпьютер

Квантовые компьютеры, в свою очередь, используют квантовые биты, или так называемые «кубиты», которые могут существовать сразу в двух состояниях: в 1 и 0 одновременно. Обычные компьютеры выполняют вычисления, используя «биты» информации, которые, подобно переключателям включения и выключения, могут существовать только в двух состояниях: 1 или 0. Столь невероятное следствие квантовой механики называется состоянием суперпозиции и является определяющим качеством превосходства квантового компьютера над обычным.

Пара кубитов может хранить все четыре комбинации в одно и то же время из-за того, что каждый кубит представляет оба значения (0 и 1) одновременно. Так, как сообщает портал livescience.com, пара битов может хранить только одну из четырех возможных комбинаций состояний (00, 01, 10 или 11) в любой момент времени. Новый компьютер Google с 53 кубитами может хранить 253 значения, или более 10 квадриллионов комбинаций. Если вы добавляете больше кубитов, мощность вашего компьютера растет экспоненциально: три кубита хранят восемь комбинаций, четыре кубита хранят 16 и так далее. Это число становится еще более впечатляющим, когда появляется еще одно фундаментальное и столь же странное свойство квантовой механики — запутанные состояния.

Читайте также: США хотят позволить суперкомпьютеру управлять ядерным потенциалом страны

Квантовый компьютер может использовать при своей работе так называемую “квантовую запутанность”

Что такое квантовая запутанность?

Если измерить спин одного них и получить положительный или отрицательный его заряд, то станет ясно, что спин второго фотона имеет прямо противоположное значение. Если попробовать получить пару фотонов одновременно, то выяснится, что созданные фотоны окажутся связанными между собой. Как только рядом с квантом появляется наблюдатель, способный измерить состояние частицы, квант неожиданно приобретает уникальную способность выбора своего состояния, превращаясь в положительно или отрицательно заряженную частицу. Вместе с тем, во время нахождения кванта в свободном состоянии и без какого-либо стороннего наблюдателя, заряд кванта находится в двух состояниях одновременно, вращаясь по часовой стрелке и против нее в одно и то же время.

Таким образом, измерение состояния одной частицы позволяет сразу же узнать заряд другой, связанной с первой частицы, независимо от расстояния между ними. Альберт Эйнштейн описал это явление как “жуткое действие на расстоянии”, при котором частицы, которые взаимодействовали между собой в какой-то определенный момент времени, могут запутаться. В том случае, если кубиты квантового компьютера также оказываются запутаны, все они могут быть измерены одновременно.

Кстати говоря, о возможностях применения квантовой запутанности на практике вы можете порассуждать в нашем официальном Telegram-чате или на канале в Яндекс.Дзен.

Почему квантовый компьютер Google является самым мощным в мире?

Для того, чтобы решить поставленную задачу, обычной машине Тьюринга потребовались бы целых 10000 лет, в то время как квантовый компьютер смог завершить сложное вычисление всего лишь за 200 секунд. Команда исследователей во главе с физиком-экспериментатором из Калифорнийского университета Джоном Мартинисом создала уникальную задачу для проверки работоспособности главного компьютера компании Google.

Несмотря на то, что результат проведенного тестирования не несет возможности применения его за пределами квантового мира, оно имеет большое значение при определении вычислительной мощности устройства. Расчет, с которым успешно справился квантовый компьютер, любезно предоставленный исследователям компанией Google, является квантовым эквивалентом генерации очень длинного списка случайных чисел и проверки их значений миллион раз. Кроме того, достижение Google может помочь при создании еще более мощных и защищенных квантовых компьютеров будущего.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть