| |
Черные зеркала реальности
Анатолий Ковалевский (С.-Петербург)
Приказ №578 "Основы политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу" подписан В. Путиным 30.06.2002. Данный документ считается базовым для всех вопросов развития высоких технологий в России. Пятидесятым пунктом в списке из 52 "критических технологий" названо создание квантовых компьютеров.
Cчитается, что зеркало как граница между земным и поту-сторонним миром хранит часть отраженного... то есть носит информацию о своем хозяине, его дубль. Есть множество вариантов магических зеркал, но сейчас речь идет о черных зеркалах. Они, несмотря на зловещее название, обладают одним простым свойством - такое зеркало отражает только хозяина. И ничего более. Так вот, наши знания о реальности - это такое же черное зеркало, которое отражает не то, что представляет собой мир на самом деле, а лишь наши знания о нем.
К барьеру... квантовому!
Современный компьютер построен на основе, заложенной Джоном фон Нейманом (у него, кстати, есть несколько работ и в области квантовой механики), - состоит из арифметико-логического устройства, памяти, систем ввода/вывода и управления. Однако в квантовом компьютере нельзя говорить ни об одной из этих составляющих. Системы ввода/вывода и управления представлены внешними устройствами, что самое парадоксальное - обычно тем самым двоичным компьютером (выполняет все операции ввода/вывода, хранит программу и т. д.).
Единицей квантовой логики является кубит (qubit или q-bit), значение которого может быть единицей с вероятностью 5% и нулем с вероятностью 95%. Память, оперирующая с кубитами, бесконечна и вероятностна, но позволяет считывать только конечное число обычных битов информации. Арифметико-логическое устройство выполняет только обратимые операции, а на практике не каждая обратимая операция может быть выполнена за конечное время. В результате от привычного нам понятия "компьютер" остается лишь способность обрабатывать информацию.
Как работает квантовый компьютер? Вычислениям предшествует этап инициализации (всем кубитам присваивается некое общее начальное состояние, например, ноль), затем каждый кубит переводится в свое состояние в соответствии с вводимыми данными, потом наступает собственно этап расчетов (операции по решению задачи производят над всеми кубитами разом) и считывание результатов.
Просто? Как бы не так. Существует проблема увеличения времени нахождения кубитов в рабочем состоянии, когда окружающая среда не влияет на их работу (пока что время жизни кубита равно долям секунды). Поэтому подавляющее большинство квантовых систем работает при температуре, которая ниже комнатной на градусов 300. Однако чем более изолированы кубиты, тем сложнее ими управлять.
|
