Первый квантовый компьютер понял, что 5x3=15

Американские учёные из исследовательского центра IBM (IBM's Almaden Research Center) создали действующую модель квантового компьютера с использованием алгоритма Питера Шора (Peter Shor).

Решённая им задача вряд ли способна поразить воображение: компьютер определил, что делителями числа 15 являются числа 5 и 3, но это самое сложное вычисление за всю историю квантовых компьютеров.

Теперь, когда IBM удалось создать действующую модель квантового компьютера, появилась теоретическая возможность изобретения машины, которая сможет выполнять за считанные часы такие вычисления, на которые у нынешних компьютеров уйдут столетия.

Основная идея квантового вычисления состоит в том, чтобы хранить данные в ядрах атомов, изменяя их ориентацию. С применением квантовой технологии можно создать компьютеры, наделённые фантастической мощью.

Компьютер, созданный группой учёных из IBM и Станфордского университета, представляет собой пробирку с миллионами молекул, имеющих семь ядерных спинов. Он может быть "запрограммирован" при помощи электромагнитных импульсов разной частоты, а для получения результатов работы устройства используется специальный сканер.

"Полученный нами результат укрепляет надежду на то, что в будущем квантовые компьютеры смогут решать задачи, которые столь сложны, что для поиска их решения даже самым мощным суперкомпьютерам и миллионов лет окажется мало", — заявил менеджер IBM Research Нейбил Эймер (Nabil Amer).

Подробности эксперимента, к сожалению, не сообщаются ввиду секретности разработок, но известно, что в опыте использовалась некая жидкость, помещённая в лабораторную колбу, которая облучалась при помощи спектрометра, работающего с использованием эффекта ядерно-магнитного резонанса.

Пока речь идет лишь о пятнадцати атомах, но, как отмечают исследователи, "метод использования ядер для хранения квантовой информации" может применяться и для систем, состоящих из значительно большего количества атомов.

В полной мере квантовые компьютеры проявляют свои достоинства при выполнении факторизации чисел — задачи, лежащей в основе современной криптографии. Чем больше факторизуемое число, тем дольше обычный компьютер будет искать его делители. Каждый следующий разряд удваивает время вычислений. Для квантового компьютера увеличение числа не создаёт таких проблем, поскольку дополнительные разряды замедляют его работу на фиксированное время.

Разработки квантовых компьютеров начались ещё в 70-х. Первые исследования были проведены Ричардом Фейнманом (Richard Feynman) в Калифорнии и Дэвидом Дойчем (David Deutsch) в Оксфорде.

В том, что квантовый компьютер удастся изобрести, учёные сомневались до середины 90-х годов, но первый квантовый компьютер, имевший тогда два ядерных спина, был представлен в 1998 году. Через год число спинов выросло до трёх, в 2000 году — до пяти, а сейчас ядерных спинов семь.

В ближайшем будущем от квантового компьютера можно будет ожидать еще одного сокрушительного удара в виде феноменального вычисления делителей числа 56.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru