ПерсТ уже неоднократно сообщал о результатах бурной деятельности ученых во всем мире в связи с разработками квантового компьютера. Поход возглавляет компьютерный гигант IBM.
Принцип работы такого компьютера связан с таинственными и пока непостижимыми для большинства людей квантовыми свойствами атомов и других частиц. Квантовый компьютер, в частности, может быть основан на спинах электронов и атомных ядер и на странных свойствах квантовых частиц в момент, когда их не наблюдают, иметь спин одновременно разных направлений. Когда спин частицы направлен вверх, атом может быть "считан" как 1, а направление вниз будет соответствовать 0. Это аналогично традиционному транзистору, в котором нули и единицы соответствуют включенному и выключенному состояниям, промежуточных состояний у классического бита не бывает. Но что делает квантовый компьютер уникальным, так это тот факт, что квантовые частицы, даже будучи очень хорошо изолированными друг от друга, могут находиться в запутанном состоянии (entangled state), в котором частицы все-таки зависят друг от друга. В классическом компьютере изменение состояния отдельного бита никак не связано с изменением состояния всех остальных битов, разве что только одного. В квантовом компьютере управление состоянием одной частицы вызывает изменение состояния всех других. Это и приводит к т.н. квантовому параллелелизму вычислений. Благодаря этому эффекту квантовый компьютер может иметь феноменальную производительность. Для определенных типов вычислений, подобных сложным алгоритмам для криптографии или поискам в гигантских массивах данных, квантовый компьютер может использовать "в тандеме" сотни атомов. На классическом компьютере это бы соответствовало выполнению миллиардов операций одновременно.
"АйБиэМовский" тестовый образец квантового компьютера, в котором "работают" пока всего пять атомов в режиме и процессора, и памяти, впервые в мире показал свой истинный потенциал. При решении определенных задач его скорость заметно больше, чем в традиционных компьютерах. Эту экспериментальную машину можно рассматривать как существенный шаг к принципиально новому классу машин, способных к сверхбыстрым вычислениям.
Isaac Chuang, исследователь из IBM, который возглавляет совместную группу ученых из IBM, Stanford Univ. и Univ. Calgary, утверждает, что квантовый компьютер можно будет использовать и для вполне прагматических целей, помимо специальных, например, для поиска в базах данных (в частности, в больших массивах Интернета). Более специальное использование - криптография (создание и раскрытие кодов). В таком использовании особенно заинтересованы Агентство национальной безопасности и Министерство обороны США, обильно финансирующие разработки квантового компьютера в Stanford Univ.
В соответствии с пресловутым законом Мура (пока действующим неукоснительно!) в ближайшее десятилетие ожидается достижение предела в дальнейшем уменьшении размеров элементов традиционных полупроводниковых ИС. "С началом эпохи квантового компьютера закону Мура придет конец. И это наступит около 2020 года, когда размер электронных схем станет измеряться размерами атомов и молекул, которые составят элементную базу квантового компьютера" - утверждает Isaac Chuang. Он же сообщает, что его группа использует АйБиэМовский тестовый квантовый компьютер для решения некоторых математических задач криптографии, например, нахождения периода функций. Квантовый компьютер способен решать задачи в один цикл, в то время как традиционному компьютеру для этих же целей понадобились бы многократные циклы. Первые эксперименты демонстрируют жизнеспособность тестовой модели квантового компьютера, правильность выбранного пути его конструирования, соответствие задуманного и предсказанного реальным экспериментальным параметрам.
Пока не ясно, когда же такой компьютер станет коммерческим изделием. Isaac Chuang считает, что компьютер, использующий в тандеме 7-10 атомов, появится в ближайшие 2 года.
Из сообщений Агентства Reuter 14.08.00
Цитируется по http://perst.isssph.kiae.ru/Inform/perst.htm
