РЭДЛАЙН
Лучшие решения для Вас и Вашего бизнеса!
На нашем сайте вы можете получить информацию о веб-разработке, обслуживании и продвижении сайта. Интернет-маркетинге. SEO (поисковой оптимизации). Контекстной и медийной рекламе в Интернете. SMM. Регистрации доменов и хостинговых услугах. И современном дизайне сайтов. Вообщем того что касается веб-разработки, а также много другой полезной информации из мира интернета, бизнеса и интернет-технологий...
Создаем доступные и современные сайты, которые работают! Обслуживаем и эффективно продвигаем интернет-проекты с 2006 года!
Главная Технологии и новости мира IT Что такое квантовый компьютер и как он работает


Что такое квантовый компьютер и как он работает


Всё, что вы хотели знать о вычислениях будущего. Вошли и вышли — приключение на 20 минут.

Что такое квантовый компьютер и как он работает

Если вы водите машину, то, скорее всего, часто пользуетесь навигатором для составления маршрута и объезда пробок. Он работает не просто с помощью карты города и подключения к интернету, а на основе GPS или других навигационных систем. Датчик в устройстве получает сигналы с космических спутников и точно определяет ваше месторасположение в городе.

Из этой статьи вы узнаете:

Квантовый компьютер — это вычислительная машина, которая использует в работе законы квантовой механики: спутанность и принцип суперпозиции. Звучит непонятно, на деле тоже всё непросто, поэтому давайте по порядку.

Из школьного курса информатики мы помним, что современные компьютеры работают в двоичной системе. Единицей информации в них служат биты, которые могут принимать два значения: 0 и 1. Логические операции с битами и творят всю компьютерную магию: вы слушаете песню, смотрите видео или генерируете картинки с котами в нейросети.

Физически бит выглядит как крохотный транзистор, который устроен на редкость примитивно: он умеет лишь включаться и выключаться, как лампочка в новогодней гирлянде. Но делает это настолько быстро и в такой тесной взаимосвязи с другими «лампочками», что это позволяет компьютеру выполнять сложнейшие вычисления практически со скоростью света.

Такая система прекрасно себя зарекомендовала — на транзисторах работают практически все современные устройства: от умных часов до смартфонов, от домашних ПК до суперкомпьютеров. Однако и она не лишена недостатков — существуют задачи, которые с виду кажутся простыми, но на их решении «сыпятся» даже самые мощные машины.

Классический пример. Представьте, что вы работаете разъездным торговцем: зарабатываете на жизнь тем, что ходите по домам и продаёте мультиварки. Вам нужно придумать кратчайший маршрут, который позволит заехать в несколько крупных городов хотя бы по одному разу и вернуться домой.

Перед вами — знаменитая задача коммивояжёра, и она гораздо хитрее, чем кажется на первый взгляд. Если городов в условии будет больше 66, обычному компьютеру понадобится несколько миллиардов лет, чтобы решить её простым перебором. И тут на помощь приходят квантовые компьютеры, которые могут решать такие задачи в миллионы раз быстрее обычных.

Дело в том, что вместо привычных битов у квантовых компьютеров — кубиты. Физически это уже не транзисторы, а квантовые частицы — обычно фотоны или протоны. В отличие от бита, кубиты могут не только равняться 0 или 1, но и принимать любые значения между ними. Благодаря этому квантовый процессор может выполнять несоизмеримо больше операций за один такт.

Как мы отметили ранее, квантовый компьютер использует два классических понятия из квантовой механики: принцип суперпозиции и спутанность.

Суперпозиция — это способность квантовой частицы находиться сразу в нескольких состояниях одновременно. У суперпозиции есть интересное свойство: она тут же «схлопывается» при появлении наблюдателя.

Представьте, что вы подбросили монету и смотрите, как она вращается. Вы не можете точно сказать, что она сейчас вам показывает — орла или решку, всё вращается, ничего не понятно, остановите это кто-нибудь. Но стоит вам только «прихлопнуть» монетку на ладони, всё становится ясно. Точно так же ведёт себя и кубит — пока вы не воздействуете на него измерительным прибором, он так и будет пребывать сразу во всех состояниях между нулём и единицей.

Звучит странно, но это одна из главных заповедей квантовой механики. Вокруг суперпозиции вообще ведётся много споров в научных кругах — взять хотя бы знаменитый парадокс кота Шрёдингера, который то ли жив, то ли мёртв, то ли вообще живёт сразу в нескольких параллельных вселенных.

Мало нам суперпозиции — чтобы вычисления совершались, кубиты должны быть связаны между собой. И если в обычной машине эту роль берут на себя токопроводящие дорожки, в квантовой нас выручает квантовая спутанность.

Например, в лабораторных условиях мы можем получить несколько фотонов в спутанном состоянии — и тогда, где бы эти фотоны ни оказались, хоть на разных концах Вселенной, они будут связаны между собой. Если изменить состояние одной, тут же изменятся и другие спутанные с ней частицы. Звучит совсем как магия, но это реальный физический закон: с его помощью учёные научились телепортировать квантовое состояние на многие километры.

Благодаря тому, что кубиты находятся сразу в нескольких состояниях и связаны между собой, квантовые машины могут параллельно перебрать сразу все варианты решения — в отличие от обычных компьютеров, которые перебирают варианты последовательно и довольно медленно.

Можно условно сравнить это с калейдоскопом: если с обычным компьютером вам нужно покрутить прибор, чтобы получить разные картинки, то квантовый уже давно всё «покрутил» и сложил в одно большое полотно — осталось как-то достать из него нужный фрагмент.

И здесь уже начинаются сложности — дело в том, что квантовые компьютеры выдают не точные результаты, а вероятностные, то есть приближённые к реальности. Поэтому для их интерпретации нужны особые, квантовые алгоритмы. Такие алгоритмы уже существуют — но заточены они на решение узких математических задач, а потому мало применимы в реальной жизни. Переложить реальные человеческие задачи на квантовый язык непросто — отчасти поэтому такие машины ещё нескоро станут массовыми.

Другая сложность — декогеренция. Это когда частица теряет свои свойства при столкновении с внешним миром. Дело в том, что суперпозиция — штука тонкая, и нарушить её может буквально что угодно: от солнечной бури до изменения климата. Поэтому здесь не получится просто накрыть всё медной крышкой и замазать термопастой — надо искать изоляцию посерьёзнее :)

Разработка такой изоляции — отдельный технологический вызов. Пока что единственный рабочий способ — охладить всю систему до абсолютного нуля, чтобы защитить её от внешних воздействий. Делается это обычно с помощью жидкого азота, ионных ловушек или магнитного поля, а потому такая система охлаждения выглядит весьма увесисто. Только взгляните на этого красавца:

Первый в мире коммерческий квантовый компьютер IBM Q System One

Главный вывод такой: квантовые компьютеры, безусловно, мощнее обычных, но умеют пока далеко не всё. А ещё — довольно сложны в производстве. Но учёные уверены, что это преодолимо: достаточно вспомнить, сколько места занимал один из первых компьютеров Mark I. И ничего — сейчас его далёкие потомки красуются в большинстве комнат и офисов мира.

Путь к созданию первой в мире квантовой машины был долгим. Всё началось ещё в 1950-х, когда знаменитый физик Ричард Фейнман впервые предложил использовать квантовые эффекты для вычислений. Отчасти за эту работу он в 1965 году удостоился Нобелевки. А ещё Фейнман известен цитатой о том, что по-настоящему квантовую механику не понимает никто. Так что, если вам всё это кажется сложным, не переживайте: с вами целый нобелевский лауреат

Следующей важной вехой стали 1980-е. И здесь опять отметился Фейнман — в 1982 году он публикует знаковую статью «Физическое моделирование с помощью компьютеров», в которой, по сути, впервые описывает принципы работы квантового компьютера. Примерно в те же годы математик Юрий Манин предложил идею квантовых вычислений, а американский физик Пол Бениофф — квантово-механический вариант машины Тьюринга.

Первую рабочую модель квантового компьютера представили учёные из MIT в 1997 году. Двухкубитная система работала на принципах ядерно-магнитного резонанса (того же самого, что используется в аппаратах МРТ). Модель умела решать довольно сложные задачи по алгоритму Дойча — Йожи.

Дальше свои версии ЯМР-компьютеров стали по цепочке появляться во многих мировых институтах и лабораториях — к сожалению, их фотографии отыскать в Сети довольно сложно — учёные неохотно публикуют изображения своих детищ, вероятно, из соображений секретности.

Зато ими охотно делились корпорации в своих пресс-релизах. Вот, например, фото первого в мире 16-кубитного процессора от компании D-Wave, одного из ведущих вендоров в этой отрасли.

Первый 16-кубитный процессор от D-Wave Systems

Конечно, такая мощность далеко не предел — например, та же D-Wave Systems в 2022 году объявила, что собирается разработать квантовый компьютер аж на 7000 кубит. Но пока это остаётся на уровне фантазий — а самый мощный на сегодняшний день квантовый компьютер работает на 1225 кубитах и принадлежит американскому стартапу Atom Computing.

Квантовые компьютеры уже вышли из области теоретических моделей, построены и давно работают. На момент написания статьи такие машины есть у многих компаний и научно-исследовательских институтов.

Перечислим несколько известных моделей:

  • IBM: Osprey — 433 сверхпроводящих кубита, которые с точностью 99% выполняют вычислительные операции за 10 наносекунд;
  • Google: Sycamore — 53 сверхпроводящих кубита. Точность вычислений выше — 99,9%, но скорость чуть ниже — 25 наносекунд;
  • Intel: Tunnel Falls — 12 кубитов, которые показывают высокую точность — 99%, но относительно низкую скорость работы — 100 наносекунд;
  • lonQ: Harmony — квантовый процессор на 32 ионных кубитах. Скорость вычислений 500 наносекунд, точность 99,9%;
  • Xanadu: Borealis — 24 фотонных кубита, скорость самая высокая — 200 пикосекунд, но точность — 98%.

Разрабатывают квантовые машины и российские учёные:

  • МФТИ совместно с НИТУ «МИСиС» представили 4-кубитный процессор в 2022 году и работают над 8-кубитным;
  • МГУ работает над 16-кубитным квантовым компьютером.

Сразу скажем: квантовые компьютеры пока ещё слишком сырые, чтобы массово решать конкретные прикладные задачи. Всё, о чём пойдёт речь дальше, относится либо к отдельным кейсам, либо к отдалённым прогнозам.

Разработка новых лекарств и материалов. Квантовый компьютер может создать новое химическое соединение и просчитать его взаимодействие с уже существующими структурами.

Классические, даже сверхмощные, компьютеры неспособны быстро справиться с такой задачей. Подсчитано, что моделирование молекулы из 70 атомов займёт у классического компьютера около 13 миллиардов лет, тогда как у квантовых вычислителей на этой уйдёт всего пара минут. На практике такое моделирование востребовано в генной инженерии, при разработке и создании новых лекарств и материалов.

Оптимизация процессов в логистике и энергетике. Построение оптимальных маршрутов, распределение подачи тепла и света, прогнозирование спроса и другие сложные комбинаторные задачи — вполне в компетенциях квантовых компьютеров.

Какие задачи могут решать квантовые компьютеры

Криптография. Здесь наш герой выступает одновременно и панацеей, и угрозой. С одной стороны, на основе квантовых ключей можно создавать совершенные средства защиты, которые человеку взломать просто не под силу. С другой — квантовый компьютер способен за несколько секунд подобрать ключи почти к любому классическому алгоритму — например, к тому же RSA-2048. Поэтому разработка новых квантовых протоколов видится уже не как символ прогресса, а скорее как насущная необходимость.

Метеорология. Сейчас предсказаниями погоды в большинстве метеоцентров занимаются классические суперкомпьютеры на основе моделей, состоящих из сотен тысяч строк кода, но даже самые мощные машины не могут учесть все нюансы. А для квантовых компьютеров мгновенный перебор множества переменных и показателей — дело пустяковое, поэтому метеорологи возлагают на них большие надежды.

По мере развития квантовых вычислений области их использования наверняка будут расширяться.

Источник: https://skillbox.ru/media/code/chto-takoe-kvantovyy-kompyuter-i-kak-on-rabotaet/

Что такое квантовый компьютер и как он работает | | 2024-01-10 07:20:59 | | Технологии и новости мира IT | | Всё, что вы хотели знать о вычислениях будущего. Вошли и вышли — приключение на 20 минут. Если вы водите машину, то, скорее всего, часто пользуетесь навигатором для составления маршрута и объезда пробок. Он работает не просто с помощью карты города и подк | РэдЛайн, создание сайта, заказать сайт, разработка сайтов, реклама в Интернете, продвижение, маркетинговые исследования, дизайн студия, веб дизайн, раскрутка сайта, создать сайт компании, сделать сайт, создание сайтов, изготовление сайта, обслуживание сайтов, изготовление сайтов, заказать интернет сайт, создать сайт, изготовить сайт, разработка сайта, web студия, создание веб сайта, поддержка сайта, сайт на заказ, сопровождение сайта, дизайн сайта, сайт под ключ, заказ сайта, реклама сайта, хостинг, регистрация доменов, хабаровск, краснодар, москва, комсомольск |
 
Дайджест новых статей по интернет-маркетингу на ваш email
Подписаться

Продающие сайты "под ключ"!

Наши сайты зарабытывают вам деньги. Landing-page. Эффективные продающие сайты точно в срок и под ключ! Всего от 14700 рублей
Подробнее...

Интернет-магазины и каталоги "под ключ"!

Эффективные и удобные инструменты торговли (электронной торговли) "под ключ". Продают, даже когда вы спите! Всего от 33800 рублей
Подробнее...

Комплексный интернет-маркетинг и продвижение сайтов

Максимальную эффективность дает не какой-то конкретный метод, а их комбинация. Комбинация таких методов и называется комплексным интернет-маркетингом. Всего от 8000 рублей в месяц
Подробнее...

Реклама в Yandex и Google

Контекстная реклама нацелена лишь на тех пользователей, которые непосредственно заинтересованы в рекламе Ваших услуг или товаров. Всего от 8000 рублей в месяц
Подробнее...

Social media marketing (SMM) — продвижение в социальных медиа

Реклама в Однокласcниках и на Mail.ru Создание, ведение и раскрутка групп и реклама ВКонтакте и Facebook. Всего от 8000 рублей в месяц
Подробнее...

Приглашаем к сотрудничеству рекламные агентства и веб-студии!

Внимание Акция! Приглашаем к сотрудничеству рекламные агентства и различные веб-студии России! Индивидуальные и взаимовыгодные условия сотрудничества.
Подробнее...

Ускоренная разработка любого сайта от 5 дней!

Внимание Акция! Ускоренная разработка любого сайта! Ваш сайт будет готов за 5-10 дней. Вы можете заказать разработку любого сайта "под ключ" за 5-10 рабочих дней, с доплатой всего 30% от его стоимости!
Подробнее...

Ждем новых друзей!

Внимание Акция! Ждем новых друзей! Скидка 10% на услуги по созданию и(или) обслуживанию вашего сайта при переходе к нам от другого разработчика.
Подробнее...

Приведи друга и получи скидку!

Внимание Акция! Приведи друга и получи скидку! Скидка 10% на услуги по созданию и(или) обслуживанию вашего сайта, если клиент заказавший наши услуги, пришел по Вашей рекомендации.
Подробнее...

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Новые статьи и публикации



Мы создаем сайты, которые работают! Профессионально обслуживаем и продвигаем их , а также по всей России и ближнему зарубежью с 2006 года!

Качественное и объемное представление своего бизнеса в Сети требуется любой растущей коммерческой структуре, стремящейся увеличить продажи, именно по этой причине среди наших клиентов как крупные так и небольшие компании во многих городах России и ближнего зарубежья.
Как мы работаем

Заявка
Позвоните или оставьте заявку на сайте.


Консультация
Обсуждаем что именно Вам нужно и помогаем определить как это лучше сделать!


Договор
Заключаем договор на оказание услуг, в котором прописаны условия и обязанности обеих сторон.


Выполнение работ
Непосредственно оказание требующихся услуг и работ по вашему заданию.


Поддержка
Сдача выполненых работ, последующие корректировки и поддержка при необходимости.

Остались еще вопросы? Просто позвоните и задайте их специалистам
с 2:30 до 11:30 по Мск, звонок бесплатный
Или напишите нам в WhatsApp
с 9:30 до 18:30 по Хабаровску
Или напишите нам в WhatsApp
Веб-студия и агентство комплексного интернет-маркетинга «РЭДЛАЙН» © 2006 - 2024

Профессиональная Веб-разработка. Создание сайтов и магазинов "под ключ" , а также по всей России и зарубежью. Продвижение и реклама. Веб-дизайн. Приложения. Сопровождение. Модернизация. Интеграции. Консалтинг. Продвижение и реклама. Комплексный Интернет-маркетинг.

Оставьте заявку / Задайте вопрос

Нажимая на кнопку ОТПРАВИТЬ, я даю согласие на обработку персональных данных
×

Заказать услугу

Нажимая на кнопку ОТПРАВИТЬ, я даю согласие на обработку персональных данных
×

Обратный звонок

Нажимая на кнопку ОТПРАВИТЬ, я даю согласие на обработку персональных данных
×

Подписка на дайджест новостей

Нажимая на кнопку ОТПРАВИТЬ, я даю согласие на обработку персональных данных
×

Заказать услуги со скидкой \ Бесплатная консультация







КАКИЕ УСЛУГИ ВАС ИНТЕРЕСУЮТ?

КАКИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСЛУГИ ПОТРЕБУЮТСЯ?

Нажимая на кнопку ОТПРАВИТЬ, я даю согласие на обработку персональных данных
×

Высококачественные сайты по доступным ценамМы создаем практически любые сайты от продающих страниц до сложных, высоконагруженных и нестандартных веб приложений! Наши сайты это надежные маркетинговые инструменты для успеха Вашего бизнеса и увеличения вашей прибыли! Мы делаем красивые и максимально эффектные сайты по доступным ценам уже много лет!

Что нужно сделать, чтобы заказать создание сайта у нас?

Ну для начала вам нужно представлять (хотя бы в общих чертах), что вы хотите получить от сайта и возможно каким вы хотите его видеть. А дальше все просто. Позвоните нам или оставьте заявку нашим менеджерам, чтобы они связались с Вами, проконсультировали и помогли определиться с подходящим именно Вам сайтом по цене, сроку, дизайну или функционалу. Если вы все ещё не уверены, какой сайт вам нужен, просто обратитесь к нам! Мы вместе проанализируем вашу ситуацию и определим максимально эффективный для вас вариант.

Быстрый заказ \ Консультация

Для всех тарифных планов на создание и размещение сайтов включено:

Комплексная раскрутка сайтов и продвижение сайта Комплексный подход это не просто продвижение сайта, это целый комплекс мероприятий, который определяется целями и задачами поставленными перед сайтом и организацией, которая за этим стоит. Время однобоких методов в продвижении сайтов уже прошло, конкуренция слишком высока, чтобы была возможность расслабиться и получать \ удерживать клиентов из Интернета, просто сделав сайт и не занимаясь им...

Комплексная раскрутка работает в рамках стратегии развития вашего бизнеса в сети и направлена

Быстрый заказ \ Консультация

ЭФФЕКТИВНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ (ПОДДЕРЖКА, ОБСЛУЖИВАНИЕ) САЙТОВ

Полный комплекс услуг по сопровождению сайтаМы оказываем полный комплекс услуг по сопровождению сайта: информационному и техническому обслуживанию и развитию Интернет сайтов.

Передав свой сайт для поддержки в руки наших специалистов, Вы избавитесь от проблем, связанных с обновлением информации и контролем за работой ресурса.

Наша компания осуществляет техническую и информационную поддержку уже имеющихся сайтов. В понятие «поддержка сайтов» также входят услуги администрирования сайтов, обновления сайтов и их модернизация.

Быстрый заказ \ Консультация

Редизайн сайта и Адаптивный веб дизайн

Современный, технологичный, кроссбраузерный ... Профессиональный дизайн сайтов и веб-приложений

Редизайн сайта — создание нового дизайна сайта с целью улучшения внешнего вида, функциональности и удобства использования. Редизайн сайта – это способ преобразовать проект к извлечению из него максимальной отдачи и средств. В современном мире задачами редизайна является поднятие существующего сайта на новый уровень для внедрения новых технологий, при этом сохраняя многолетний сформировавшийся опыт и успешные решения компаний.

Адаптивный дизайн сайтов и веб-приложений

Все больше людей пользуются мобильными устройствами (телефонами, планшетами и прочими) для посещения Интернета, это не для кого уже не новость. Количество таких людей в процентном отношении будет только больше с каждым годом, потому что это удобно и по многим другим причинам.

На сегодняшний день адаптивный дизайн является стандартным подходом при разработке новых сайтов (или веб-приложений) и в идеале ваш сайт должен смотреться и функционировать так, как вы задумывали, на всём разнообразии устройств.

Быстрый заказ \ Консультация

Контекстная реклама в Яндекс и GoogleКонтекстная реклама - это эффективный инструмент в интернет маркетинге, целью которого является увеличение продаж. Главный плюс контекстной рекламы заключается в том, что она работает избирательно.

Реклама в поисковых системах Яндекс и Google. Профессиональная настройка рекламы и отслеживание эффективности!

Рекламные объявления показываются именно тем пользователям, которые ищут информацию о Ваших товарах или услугах, поэтому такая реклама не является навязчивой и раздражающей в отличие от других видов рекламы, с которыми мы сталкиваемся на телевидении или радио. Контекстная реклама нацелена лишь на тех пользователей, которые непосредственно заинтересованы в рекламе Ваших услуг или товаров.

Быстрый заказ \ Консультация

Скидка

1500 руб.
Заинтересовались услугами создания, обслуживания или продвижения вашей компании в Интернете?!
Получите 1500 руб.
за он-лайн заявку
Предложение ограничено.

После получения заявки с Вами свяжутся наши специалисты и уточнят все детали по интересующей вас услуге.
«Нажимая на кнопку "Получить скидку", я даю согласие на обработку персональных данных»
×
Получите 1500 рублей!
×
×