8 мая, 2016 
adminGWP Премьер-министр Канады Джастин Трюдо попал на первые страницы мировой прессы после того, как общедоступно объяснил принцип квантового компьютера.
В настоящее время IBM пытается сделать что-то подобное: компания привлекает внимание простых людей к своему проекту, потому что его специалисты ведут разработки вычислительных устройств и высокоуровневого языка программирования для такого вида компьютеров. Приглашаем всех, кто хочет принять участие в их работе.
Компания объявила о запуске первого облачного сервиса на основе экспериментальных квантовый процессор. Новая платформа под названием Quantum Experience.
Предполагается, что онлайн-услуги, смогут пользоваться все желающие: студенты, энтузиасты-любители и даже серьезные ученые. В настоящее время, для того, чтобы получить доступ к облаку, необходимо подать заявку и получить доступ (это еще может дать!). Только тем, что допуск, пользователи смогут запускать алгоритмы и тесты. Короче говоря, работать с кубитами.
Цель программы-Квантовая Опыт — более детальное изучение возможностей платформы на базе 5-кубитного процессора и поиска новых способов применения квантовых вычислений. На самом деле, компания дает вам в руки инструменты и функции, и как их использовать, пользователь определяет уже сам.
«Во-первых, это исследовательская программа, но мы не можем исключить, что он может стать основой для создания настоящего квантового компьютера».
— Джерри Чоу (Джерри М. Чоу), руководитель Группы, разработка экспериментальных квантовых компьютеров при Исследовательском центре им. Томас Уотсон (Experimental Quantum Computing Group at the IBM Thomas J. Watson Research Center).
В настоящее время компьютер в нью-йорке научно-исследовательский центр состоит из пяти кубитов, т. е. квантовых битов. Однако, по мнению экспертов IBM, эта «машина» еще не в состоянии заменить традиционные пк.
В то же время считают, что раз им удается создать 100-кубитный квантовый процессор, который будет в состоянии обрабатывать широкий спектр алгоритмов для решения практически всех вычислительных задач.
Элементная база квантового компьютера, созданного в IBM — вычислительные элементы (кубиты), сделаны из материала, который имеет свойство сверхпроводимости при температурах, близких к 0°C.
Кроме того, вероятно, инженеры IBM нашли способ, как оградить себя от внешних влияний квантовой системы, которая использует в своих устройствах, поскольку, необходимо, чтобы она сохраняла состояние квантовой когерентности достаточно длительного времени и не попадая в свое квантовое состояние (когерентность — это свойство компьютерных систем, в которых два или более процессора или ядра имеют доступ к общей области памяти).
Зачем все это нужно?
У вас может возникнуть резонный вопрос: для чего это все вообще нужно? Дело в том, что, как считают некоторые эксперты, использование квантового реестра для произведения расчетов, значительно ускорит процесс обработки данных, по сравнению с обычным регистром.
Таким образом, физическая реализация этой концепции, т. е. построение квантового компьютера в виде реального физического прибора является фундаментальной задачей современной физической науки.
Также необходимо квантовых компьютеров вызвано надобностью исследований методами физики сложных многочастичных систем, например, биологических.
Что касается целей IBM, то их это устраивает, чтобы не потерять инициативу в борьбе с конкурентами на рынке инновационных технологий. Так, по словам представителей компании, со временем выпустит онлайн-интерактивные средства, чтобы помочь потенциальным клиентам понять, чем квантовая система отличается от бинарных.
Что такое квантовый компьютер?
Одна из первых моделей квантового компьютера была предложена Ричардом Фейнманом в 1981 году.
Принцип работы квантового компьютера: вычислительные устройства использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных, и его указатель основан на использовании кубита (квантового бита) — минимальная разряд или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере.
Если классический процессор в каждый момент может находиться ровно в одном из состояний, то квантовый процессор в каждый момент находится одновременно во всех основных положениях. Это квантовое состояние называется «квантовой суперпозицией данных«.
Квантовую суперпозицию можно проиллюстрировать, например, следующим образом: «Вообразите атом, который мог бы быть радиоактивному распаду в определенный промежуток времени, или не может быть. Мы можем ожидать, что у этого атома есть только два возможных состояния: «распад» и «распад», но в квантовой механике у атома может быть определена, связанные в состояние — «распада» — «не разбить», т. е. ни один, ни второй, а как бы между. Вот это состояние называется суперпозицией«.
Архитектура квантовых компьютеров
Любая классическая двухуровневая система, впрочем, как и квантовая, имеет основной (0) и основной (1) основного состояния. Примером классической двухуровневой системы, как известно, в микроэлектронике преобразователь, осуществляющий операцию «НЕ»: в зависимости от того, заняты ли эти состояния с вероятностью, мы получим логические состояния «0» или «1».
Так что, обычные компьютеры работают по принципу нулей и единиц — бинарная (двоичная) система, в которой один бит информации содержит один разряд (1 — есть ток, 0 — нет тока), а в квантовой — более сложные машины, способные обрабатывать гораздо больший объем информации за один бит, чем обычные компьютеры.
Сочетание квантовых приборов, используемых для создания квантовых информационных систем, можно назвать квантовой элементной базе, т. е. компьютером.
Отмечу, что по сравнению в квантовые процессоры, элементная база современных информационных систем построена на лампы, транзисторах, фотоэлементах, которые являются классическими, в том смысле, что их параметры (ток, напряжение, излучение) являются классическими величинами (значение классической механики).
Классическая механика хорошо описывает системы макроскопических масштабов (то, с чем «есть решение» обычные процессоры), но не в состоянии описать все явления на уровне молекул, атомов, электронов и фотонов.
В то же время квантовая механика адекватно описывает основные свойства и поведение атомов, ионов, молекул, конденсированных сред, и других систем с электронно-ядерным строением, «поведение», что является «движущей силой» квантовый процессор.
Кто еще работает в этом направлении?
Платформа IBM не первый квантовый компьютер доступен в сети для всех желающих. Так, менее года назад, Google создал собственную лабораторию, которая занимается разработкой квантового компьютера на сверхпроводниках. Промежуточным результатом работы ее специалистов было создание онлайн-сервиса «Quantum Computing Playground», которая похожа на облако IBM.
Опубликовано в рубрике