Квантовый компьютер использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. В обычных компьютерах информация хранится в битах — нолях или единицах, а в квантовых — в кубитах. Один бит содержит конкретную информацию (нуль или единица), а кубиты, подобно квантовым частицам, могут находиться одновременно в двух состояниях — содержать ноль и единицу сразу. Если классический процессор за один такт обрабатывает последовательность из N нулей и единиц, то квантовый процессор обрабатывает набор из 2 в степени N вероятностей, совершая экспоненциально больше работы. Благодаря этому квантовый компьютер может работать быстрее классического.
В июле 2017 года о создании 51-кубитного квантового симулятора объявила группа американских физиков во главе с Михаилом Лукиным. Симулятор способен моделировать сложные системы из множества частиц — это позволило физикам предсказать некоторые ранее неизвестные эффекты. Однако эта система не может проводить основные квантовые логические операции.
О создании 50-кубитного квантового компьютера сообщила в своем пресс-релизе корпорация IBM. Вычислительная система состоит из 50 сверхпроводниковых кубитов, и время ее когерентности (время выполнение квантовых вычислений) достигло 90 микросекунд, что почти в два раза больше, чем у предыдущей модели. Другие подробности в компании не раскрывают.
IBM также представила 20-кубитную систему IBM Q, доступную через облачные сервисы. К концу 2017 года клиенты смогут иметь доступ к вычислительной мощности систем IBM Q. Новая система является улучшением уже существующих 5- и 16-кубитных процессоров, доступ к которым был запущен полтора года назад. За это время на этих системах более 60 тысяч пользователей из 1800 университетов и организаций провели около 1,7 миллиона экспериментов и выпустили 35 независимых публикаций.
В корпорации заявляют, что в течение следующего года ученые IBM Q продолжать работать над улучшением своих устройств для ускорения квантовых вычислений. В течение последних шести месяцев команда IBM смогла увеличить вдвое время когерентности для анонсированного 20-кубитного процессора, чем для уже общедоступных систем с процессорами из пяти и шестнадцати кубитов.
Технологии квантовых вычислений находятся только на начальном уровне. Квантовый компьютер еще не создан как полноценное вычислительное устройство. Его построение сможет быть ускорено развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов.
Подробнее о том, что такое квантовый компьютер, смотрите на «Чердаке».
Евгения Щербина