Нереальная реальность – 3. Книга третья. Будущее

К сожалению, любое внешнее воздействие легко нарушает квантовое равновесие. А без него не создать работоспособную вычислительную машину нового поколения. Поэтому необходимо придумать каким образом полностью изолировать атомы от окружающей среды.

В действующих моделях запутаны всего лишь несколько квантов. В по-настоящему мощном квантовом компьютере должны синхронно вибрировать миллионы, а лучше, миллиарды атомов.

Принцип работы компьютера легко может понять даже неспециалист. Он сводится к трём элементарным логическим операциям: И, Или, Нет.

Обычный кремниевый компьютер производит расчёты в двоичной системе счисления. Операции производятся исключительно с нулями и единицами и считаются в битах. Бит – это единица информации, соответствующая выбору одной из двух альтернатив. В принципе, это достаточно примитивный механизм.

Совсем другое дело квантовый компьютер. Он может оперировать квантовыми битами, или кубитами, которые способны принимать промежуточные значения, между нулем и единицей.

Самой амбициозной представляется задача сконструировать квантовый компьютер, который бы производил вычисления на минимально возможном материальном носителе – отдельном атоме.

Известно, что атом вращается. Если условно считать атом, вращающийся по часовой стрелке, нулём, а против часовой – единицей, то перевернув его, ноль сменится на единицу и наоборот. То есть, будет произведено определённое действие. На этой основе можно создать вычислительную машину.

Сложность в том, что в квантовом мире главенствуют силы неопределённости, частицы находятся в нескольких местах одновременно, поэтому, в некотором смысле, атом вращается и по часовой стрелке, и против неё, и в обоих направлениях сразу.

Разумеется, информации здесь содержится значительно больше, чем один бит. Поэтому, квантовый компьютер способен оперировать кубитами информации, говоря по-другому – множеством степеней свободы.

Кубиты напрямую связаны квантовым запутыванием, поэтому каждая операция с одним из них, одновременно затронет все прочие. Состояние неопределённости обеспечит квантовому компьютеру огромную вычислительную мощность.

Потенциал квантового компьютера ошеломляет. По сравнению с обычным, скорость его вычислений возрастёт на порядки. Это станет возможным благодаря квантовому параллелизму, то есть параллельной обработке огромного количества входящих данных.