В рамках своих планов после осуществления Brexit премьер-министр Великобритании Борис Джонсон объявил о своем намерении сделать свою страну ведущим мировым рынком квантовых вычислений. Согласно его планам Великобритании необходимо «добиться больших успехов в области квантовых вычислений», чтобы к 2040 году занять не менее 50% рынка.
Но о чем он на самом деле говорит?
Что такое квантовые вычисления?
Во-первых, давайте немного разберемся, как работают «классические» компьютеры, такие как ваш смартфон или ноутбук. Каждая часть данных, обрабатываемых встроенным кремниевым процессором, хранится в «битах», т.е. серии единиц (1) и нулей (0). Все сводится к очень (очень) длинным двоичным строкам – и для большинства приложений такой подход вполне уместен.
Квантовые компьютеры используют совсем другой подход. Используя принципы квантовой физики, квантовый компьютер использует процессор, называемый кубитом. Кубит построен на базе крошечных частиц, таких как электроны или фотоны. В отличие от кремниевых чипов, используемых в классических вычислениях, кубит использует «суперпозицию» для изменения внутренних электронов, которые могут находиться в нескольких состояниях одновременно, а не только иметь значения «один» или «нуль».
Почему квантовые вычисления имеют значение
Объединив несколько кубитов в квантовый компьютер, становится возможным очень быстро обрабатывать огромные объемы данных. А каждый дополнительный кубит удваивает доступные мощности вычисления.
Университет науки и технологий Китая уже построил компьютер с 66 кубитами. Корпорация IBM собирается представить свой квантовый процессор Eagle, содержащий 127 кубитов. Очевидно, что гонка за созданием самого быстрого и мощного компьютера уже началась.
Для чего можно использовать квантовый компьютер?
Несмотря на огромные технологические достижения, практическое применение квантовых компьютеров пока остается весьма ограниченным. Написание алгоритмов для управления кубитами чрезвычайно сложно - действительно необходимо иметь специализированные навыки.
Но теперь уже существуют технологии, и ученые-компьютерщики могут разрабатывать алгоритмы, которые решают серьезные проблемы. Обладая способностью обрабатывать огромные наборы данных, они смогут лучше понять, как, например, «работает» то или иное лекарство, чтобы смоделировать какие-либо долгосрочные процессы. Затем они смогут быстрее и раньше выявлять серьезные побочные эффекты, создавая более безопасные лекарства и сокращая рискованные «полевые» испытания, необходимые для сертификации любого лекарства.
Возобновляемые источники энергии, прогноз погоды, генетическое тестирование, сокращение выбросов углеродов – любое приложение, требующее обработки большого количества информации, является кандидатом для применения в квантовых вычислениях в будущем.
А что же Великобритания?
В Великобритании пока нет ни одного работающего квантового компьютера – по крайней мере, ни одного из тех, о которых было бы публично объявлено. Так что англичане вынуждены играть в «догонялки» с другими странами, которые уже активно занимаются квантовыми вычислениями.
Однако история новаторских компьютерных прорывов – вспомните Алана Тьюринга и его «бомбу», которая использовалась для расшифровки системы шифрования Enigma во время войны, – подкрепленная университетской системой мирового класса, дает некоторую надежду. Гонка за «квантовым преимуществом» продолжается, и у Великобритании все еще остается шанс претендовать на значительную долю рынка.
Облачные решения
