Веха, знаменующая появление квантовых компьютеров
Квантовое преимущество — это та веха, над которой горячо работает область квантовых вычислений, где квантовый компьютер может решать проблемы, которые находятся за пределами досягаемости самых мощных неквантовых или классических компьютеров. Квант относится к масштабу атомов и молекул, где законы физики в том виде, в котором мы их воспринимаем, нарушаются и применяется другой, противоречащий здравому смыслу набор законов. Квантовые компьютеры используют это странное поведение для решения проблем. Есть некоторые типы проблем, которые нецелесообразно решать классическим компьютерам, например взлом современных алгоритмов шифрования. Исследования последних десятилетий показали, что квантовые компьютеры способны решить некоторые из этих проблем. Если можно будет построить квантовый компьютер, который действительно решит одну из этих проблем, он продемонстрирует квантовое преимущество. Я физик, изучающий квантовую обработку информации и управление квантовыми системами.
Я считаю, что этот рубеж научных и технологических инноваций не только обещает революционные достижения в области вычислений, но и представляет собой более широкий всплеск квантовых технологий, включая значительные достижения в квантовой криптографии и квантовом зондировании. Центральное место в квантовых вычислениях занимает квантовый бит или кубит. В отличие от классических битов, которые могут находиться только в состояниях 0 или 1, кубит может находиться в любом состоянии, представляющем собой некоторую комбинацию 0 и 1. Это состояние, состоящее не только из 1 или просто 0, известно как квантовая суперпозиция. С каждым дополнительным кубитом количество состояний, которые могут быть представлены кубитами, удваивается. Это свойство часто ошибочно принимают за источник силы квантовых вычислений. Вместо этого все сводится к сложной игре суперпозиции, интерференции и запутанности. Интерференция предполагает манипулирование кубитами так, чтобы их состояния конструктивно объединялись во время вычислений для усиления правильных решений и деструктивно для подавления неправильных ответов.
Конструктивная интерференция — это то, что происходит, когда пики двух волн (например, звуковых волн или океанских волн) объединяются, образуя более высокий пик. Деструктивная интерференция — это то, что происходит, когда пик волны и впадина волны объединяются и нейтрализуют друг друга. Квантовые алгоритмы, которых немного и которые сложно разработать, создают последовательность интерференционных картин, которые дают правильный ответ на задачу. Запутанность устанавливает уникальную квантовую корреляцию между кубитами: состояние одного невозможно описать независимо от других, независимо от того, насколько далеко друг от друга находятся кубиты. Это то, что Альберт Эйнштейн, как известно, называл «жутким действием на расстоянии». Коллективное поведение запутанности, управляемое квантовым компьютером, обеспечивает ускорение вычислений, недостижимое для классических компьютеров.
Квантовые вычисления имеют ряд потенциальных применений, в которых они могут превзойти классические компьютеры. В криптографии квантовые компьютеры представляют собой как возможность, так и проблему. Наиболее известно то, что они способны расшифровывать современные алгоритмы шифрования, такие как широко используемая схема RSA. Одним из последствий этого является то, что сегодняшние протоколы шифрования необходимо модернизировать, чтобы они были устойчивы к будущим квантовым атакам. Это признание привело к растущей области постквантовой криптографии. После длительного процесса Национальный институт стандартов и технологий недавно выбрал четыре квантовоустойчивых алгоритма и начал процесс их подготовки, чтобы организации по всему миру могли использовать их в своих технологиях шифрования. Кроме того, квантовые вычисления могут значительно ускорить квантовое моделирование: возможность предсказать результат экспериментов, проводимых в квантовой сфере. Знаменитый физик Ричард Фейнман предвидел такую возможность более 40 лет назад. Квантовое моделирование открывает потенциал для значительного прогресса в химии и материаловедении, помогая в таких областях, как сложное моделирование молекулярных структур для открытия лекарств, а также позволяя открывать или создавать материалы с новыми свойствами.
Еще одним применением квантовой информационной технологии является квантовое зондирование: обнаружение и измерение физических свойств, таких как электромагнитная энергия, гравитация, давление и температура, с большей чувствительностью и точностью, чем неквантовые инструменты. Квантовое зондирование имеет множество применений в таких областях, как мониторинг окружающей среды, геологоразведка, медицинская визуализация и наблюдение. Такие инициативы, как развитие квантового Интернета, который соединяет квантовые компьютеры, являются важными шагами на пути к соединению миров квантовых и классических вычислений. Эту сеть можно защитить с помощью квантовых криптографических протоколов, таких как квантовое распределение ключей, которое обеспечивает сверхбезопасные каналы связи, защищенные от вычислительных атак, в том числе с использованием квантовых компьютеров. Несмотря на растущий набор приложений для квантовых вычислений, разработка новых алгоритмов, которые в полной мере используют квантовое преимущество — в частности, в машинном обучении — остаётся важнейшей областью текущих исследований.
Область квантовых вычислений сталкивается со значительными препятствиями в разработке аппаратного и программного обеспечения. Квантовые компьютеры очень чувствительны к любым непреднамеренным взаимодействиям с окружающей средой. Это приводит к явлению декогеренции, когда кубиты быстро переходят в состояния 0 или 1 классических битов. Создание крупномасштабных квантовых вычислительных систем, способных обеспечить квантовое ускорение, требует преодоления декогеренции. Ключевым моментом является разработка эффективных методов подавления и исправления квантовых ошибок, и именно на этой области сосредоточены мои собственные исследования. Для решения этих задач наряду с такими хорошо зарекомендовавшими себя игроками технологической отрасли, как Google и IBM, появилось множество стартапов в области квантового оборудования и программного обеспечения. Этот интерес отрасли в сочетании со значительными инвестициями со стороны правительств во всем мире подчеркивает коллективное признание преобразующего потенциала квантовых технологий. Эти инициативы способствуют созданию богатой экосистемы, в которой сотрудничают научные круги и промышленность, ускоряя прогресс в этой области.
Квантовые вычисления однажды могут стать столь же разрушительными, как появление генеративного искусственного интеллекта. В настоящее время развитие технологий квантовых вычислений находится на решающем этапе. С одной стороны, эта область уже продемонстрировала первые признаки достижения узкоспециализированного квантового преимущества. Исследователи из Google, а затем и группа исследователей в Китае продемонстрировали квантовое преимущество создания списка случайных чисел с определенными свойствами. Моя исследовательская группа продемонстрировала квантовое ускорение игры по угадыванию случайных чисел. С другой стороны, существует ощутимый риск наступления «квантовой зимы», периода сокращения инвестиций, если практические результаты не материализуются в ближайшем будущем. В то время как технологическая отрасль работает над предоставлением квантовых преимуществ в продуктах и услугах в ближайшем будущем, академические исследования по-прежнему сосредоточены на изучении фундаментальных принципов, лежащих в основе этой новой науки и технологий. Эти продолжающиеся фундаментальные исследования, подпитываемые энтузиазмом новых и талантливых студентов, с которыми я встречаюсь почти каждый день, гарантируют, что эта область будет продолжать развиваться.
Источник
Последние аномальные новости

Безумная история об НЛО из 1960-х годов

В одном округе Нью-Джерси видели гораздо больше НЛО

Встреча с НЛО сбила с толку пассажиров самолета

Горячая точка НЛО в Нью-Джерси

Для чего на самом деле используется Зона 51

ИИ устроит человечеству апокалипсис

Крупный британский аэропорт стал горячей точкой НЛО

На Земле существуют передовые технологии инопланетян

Наблюдения НЛО в штате Теннесси

НЛО имеют нечеловеческое происхождение

Новый прицел позволяет видеть пули в полете

Опасность НЛО - это не то, что вы думаете

Пациент Neuralink способен управлять мышью силой мысли

Пилот увидел огромный НЛО во время полета над Мексикой

Поиски собаки-демона в Манчестере

Самый яркий и быстрорастущий квазар

Солнечная система изобилует межзвездными объектами

Техас занимает четвертое место по количеству НЛО

Треугольный корабль завис над озером в Висконсине

Электромобиль отряхивается от снега, как собака

Франшиза Nadotur - отзывы об открытии туристического агентства по франшизе

Болезнь зомби-оленей может перейти на людей

Внутри самой необычной духовной конвенции

Возможность внеземного присутствия

Где может прятаться Планета Х

Древняя форма жизни, скрытая внутри каждого из нас

Как мог выглядеть серийный убийца Джек-Потрошитель

Квантовые темные состояния дают преимущество

Космический юрист объясняет, как можно захватить Марс

НЛО в Нью-Йорке с 2000 года видели тысячи людей

НЛО вызвал безумие в сети

НЛО над Бостоном увидел пилот во время полета

НЛО над Фениксом. Признания оператора службы 911

НЛО-сферы в Канаде имели голубые ореолы

Один округ Нью-Джерси является горячей точкой НЛО

Певец поделился невероятной историей НЛО

Подледная микробная жизнь на Земле и за ее пределами

Подтверждена подлинность лучших кадров НЛО

Проект по сбору образцов с Марса важен

Розуэлльский инцидент когда-то был символом секретности

Уфологические фестивали в 2024 году

Магазин цифровых товаров. Идеальное решение для начинающих предпринимателей с Rents.ws

Впервые вывели донорскую свинью

Гравитационные волны обеспечили нас элементами жизни

Гриб вырос на живой лягушке

Жизнь на Земле могла зародиться из метеоритов

Жизнь на Марсе процветала вблизи вулканов

Жителей Приморского района Петербурга напугал НЛО

Загадка гигантских шимпанзе из Конго

Какой ядерный космический проект России напугал США

Микроскоп может разглядеть отдельные нейроны мозга

НЛО заметили в небе над Бердском

Письменность острова Пасхи признана уникальной

Почему стоит верить в существование инопланетян

Призрак с горящими глазами и ведьма с обожженной рукой

Растения с отредактированным геномом - не ГМО

Роботы показали полную автономность в бытовых задачах

Создали 3D-модель фрагментов Челябинского метеорита

Создана ткань для охлаждающей в жару одежды

Таинственные звери Японии

Тайна жуткой смерти продавщицы книг

Чугунная чашка из Оклахомы, возрастом 300 млн лет

Алмазный НЛО был замечен над Аризоной

Аэропорт Станстед назван горячей точкой НЛО

В Аризоне наблюдается больше НЛО, чем в большей части США

В Ираке видели НЛО-медузу

Внутри британской Зоны 51

Вода на поверхности астероидов поможет найти инопланетян

Возможно найден самолет Амелии Эрхарт

Гольфстрим может остановиться уже в 2025 году

Инопланетное вторжение началось в Китае

Как скоро люди отправятся на Марс

НЛО замечен над Мехико

Новорожденные газовые планеты могут быть плоскими

Округ Харрис лидирует по числу наблюдений НЛО в Техасе

Принц Филипп был очарован инопланетянами

Совместная лаборатория людей и пришельцев

Странные огни сняли в небе над Лас-Вегасом

Три НЛО замечены над Южной Флоридой

Флот НЛО замечен над Китаем

Фотография НЛО опубликована правительством США

Что на самом деле произошло в Розуэлле

Влияние первых звезд на первые галактики

Врачи на Земле впервые управляют роботом на МКС

Два металлических шара в небе над Блэкпулом

Еще один ключ к разгадке природы быстрых радиовсплесков

Зонд вернул вдвое больше обломков астероида Бенну

ИИ-вычисления скоро достигнут скорости света

Инопланетянам придется преодолеть два препятствия

Можем ли мы обнаружить астероид-убийцу

Наземные лазеры могут ускорить звездолеты

НАСА объявила массу образцов доставленных с астероида Бенну

НАСА проливает свет на сильно заряженную лунную пыль

НЛО видели в небе над шотландской деревней

Охота за жизнью на Марсе выходит на новый уровень

Парадоксальные мысли о феномене НЛО

Первые интуитивные машины полетят на Луну

Романтические отношения с инопланетными существами

Солдат находясь при смерти встретил Мрачного Жнеца

Сотни наблюдений возле загадочной авиабазы

Фото НЛО найдены в коллекции Национального архива

Я видел НЛО в два раза больше города

Активный вулканизм и движение коры Марса

В небе над Пермью заметили нечто

Вы видели НЛО в Айдахо

Геотермальная активность на ледяных карликовых планетах

Горячие точки сообщений о НЛО в США

Жизнь как планетарный регулятор

Загадочные сигналы из глубокого космоса

Звезда, похожая на матрешку, новая теория гравастаров

ИИ предсказывает функции неизвестных белков

Метаматериал делает возможным одностороннее стекло

Нечто с острова Уайт

НЛО используют лазерное оружие

Новый дизайн квантовых компьютеров

Понимание фундаментальной науки на Земле и в космосе

Пролетающие мимо звезды изменили эволюцию Земли

Собираемся ли мы узнать происхождение Луны

Странное поведение золота, возбужденного лазером

Уфологическое мероприятие OLM-2024

Уфологическое мероприятие в Апач-Джанкшен

Что выявило расследование Пентагона

Где используются фирменные дипломы, кто их использует

Аномальное явление в Курмайоре

В штате Вашингтон есть горячая точка НЛО

В штате Колорадо все чаще наблюдают НЛО

В этих штатах США больше всего наблюдений НЛО

Двойные экзопланеты в бездонной пустоте

Измерение расстояний с помощью быстрых радиовсплесков

Массивный протокластер вокруг квазара

Нанесены на карту горячие точки НЛО в Огайо

Не приезжайте в Хьюстон, чтобы увидеть НЛО

НЛО стреляет лазером по ядерной боеголовке

Округ Линкольн является излюбленным местом инопланетян

Открыли загадочную древнюю галактику

Прибор для раскрытия внутренней структуры атомных ядер

Секретный космосамолет X-37B заметили на орбите

Солнечное затмение на Марсе

Стартап хочет добывать полезные ископаемые на Луне

США делает большую ставку на частный космос

Титан, скорее всего, непригоден для жизни

Хак, заставляющий автомобильный радар галлюцинировать

Хаотические результаты в системах трех тел

В штате Колорадо все чаще наблюдают НЛО

Города с наибольшим количеством наблюдений НЛО

Документальный фильм о культе НЛО

Инопланетяне игнорируют Пенсильванию

Инопланетяне уничтожают ядерное оружие

Карта любимых мест инопланетян в США

Лучшие штаты для любителей НЛО

Неожиданно массивные галактики перепишут космологию

НЛО заметили в небе над Кентукки

НЛО перехватил и обезвредил ядерную ракету

НЛО перехватывают ракеты землян

НЛО сбил ядерную ракету лазером

НЛО сигарообразной формы над округом Салливан

Поиски пропавших молодых звезд

Потрясающий вид спиральной галактики NGC 4254

При отсутствии обоснованного сомнения

Простая технология для отслеживания лунных миссий

Сиэтл - горячая точка НЛО

Технология солнечных парусов прошла решающее испытание

Фонд Сол опубликовал видео с конференции по НЛО

Ажиотаж вокруг мозгового импланта Neuralink

Аэротакси очень скоро поступят в продажу

Выявили два типа выдающихся людей

Город пришельцев и пирамида на Меркурии

Идентифицировали молекулы воды на астероидах

Карта горячих точек НЛО по всей территории США

Крупный аэропорт назван горячей точкой НЛО

Люди с реальными суперспособностями

Метод эллипсоида SETI при поиске инопланетян

НЛО перехватил ядерную ракету над Калифорнией

НЛО попал на видео отдыхающих друзей

Обнаружен новый протопланетный диск

Описали астероиды из темной материи

Поиск новых частиц на БАК расширяют

Призрак разозлился и выжил фермера из дома

Сотни встреч с инопланетянами не могут быть объяснены

Третью экзопланету отыскали у звезды Тигардена

Уфолог призывает президента Доминиканы признать НЛО

Уфолог снял похищение инопланетянами

Франция раскрывает архив Секретных материалов

Возможность зарождения жизни на безводных планетах

Два майора рассекретили НЛО

Жизнь на Земле могла зародиться в щелочных озерах

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика