Есть вещи очевидные. Иногда они кажутся невероятными. Потому что попадают в поле зрения людей, которые не только верят, знают и видят, но ещё и думают.
Не далёк тот день и час, когда вы прочитаете или услышите где-нибудь в новостях, которые сегодня умиляются «квантовым компьютерам» (и уже забыли умиляться клонированной козочке Долли), о про наконец-то созданную на очередном заводе Илона Маска (или другого назначенного клоуна) машину времени или на худой конец – первый удачный опыт телепортации кролика, таракана или даже человека, у которого ну точно никогда не было брата-близнеца.
Если заглянуть в прошлое, на то, что мы уже пережили, то машина времени и терепортация – вопрос, извините уж за каламбур, вопрос времени.
Когда вы об этом узнаете, вспомните мою коротенькую статейку и поспрошайте знакомых физиков, что они думают по поводу их же предшественниками придуманной теории, упорно выдаваемой за практику:
Наша солнечная система летит в пространстве со скоростью 20 км/с.
Наш Галактика, как говорят, летит со скоростью 600 км/с.
Если представить себе воображаемую точку, где сидел кролик, таракан или человек, или в которой произошло некое событие, в которое «учёные» очень хотели бы вернуться, им пришлось бы перебрасывать объект на соответствующие расстояния назад – не только во времени, но и в пространстве. Верно? Я ничего не путаю?
В те мгновения полёта, когда векторы скоростей совпадут, машина времени или подопытный в телепортационной камере улетят за секунду дальше, чем от Москвы до Питера. За секунду, Карл!
К этому нужно в расчёты добавить скорость вращения вокруг своей оси Земли, Солнечной системы и Галактики (хотя хорошо бы ещё и всех прочих галактических скоплений, про которые, правда, в моём детстве ничего не знали, но тогда и Арктику рисовали на картах шапкой льда, которой сегодня куда-то пропала).
Получается, задачка при заданных иезуитскими теоретиками общепринятых условиях не решаема. Таракан – ладно, а вот если человек в своём перемещении промахнётся, будет жалко.
Я, разумеется, шучу, поскольку телепортация и переброс во времени будут, как в случае с космосом, квантовыми компьютерами и прочей нынешней физикой-шизикой, отражены исключительно на бумаге (и оплачены из вашего кармана, дорогие читатели, если вы зачем-то платите налоги, которые можно официально не платить). Никто никуда не переместится. Тут даже стратосферных запусков в «космос» не понадобится (которых тоже не было, кроме как на экране) или полёта Гагарина со спускаемым аппаратом «Восток-1» на самолёте над Саратовской областью.
Кстати, про компьютеры. Они, конечно, на глазах становятся быстрее и производительнее. Правда, мы никогда не узнаем, развивается ли их технология на наших глазах или изначально была такой, какой мы ещё пока даже не мацали, а её просто сцеживают нам постепенно, по капельке, чтобы побольше выцыганить денег. Не суть. А суть в том, что компьютеры, про которые мы только всё чаще слышим, но никто никогда из простых смертных не видел в действии, называются так же «научно», как «машина времени» или «телепорт».
За счёт чего они работают и почему такие быстрые, как нам рассказывают? Спросил я об этом интернет. Получил следующий взвешенный ответ (цитирую полностью, бумаги не жалко):
Квантовые компьютеры работают за счёт использования фундаментальных законов квантовой механики — прежде всего принципов квантовой суперпозиции и квантовой запутанности.
Основные причины высокой скорости квантовых компьютеров
Кубиты и суперпозиция
В отличие от классических битов, которые могут быть либо 0, либо 1, кубиты могут находиться в состоянии суперпозиции, то есть одновременно принимать значения 0 и 1 с определёнными амплитудами вероятности. Это позволяет квантовому компьютеру одновременно рассматривать множество вариантов решения задачи, а не последовательно, как классический компьютер.
Квантовая запутанность
Кубиты могут быть связаны между собой особым образом — запутаны, так что изменение состояния одного мгновенно влияет на состояние другого, независимо от расстояния между ними. Это даёт
возможность создавать сложные корреляции и эффективно обрабатывать информацию.
Квантовый параллелизм
Благодаря суперпозиции и запутанности квантовый компьютер способен выполнять вычисления параллельно для огромного числа состояний. В классическом компьютере перебор вариантов происходит
последовательно, что значительно медленнее.
Вероятностный характер вычислений
Квантовый компьютер работает по вероятностному принципу — результат вычислений даётся в виде распределения вероятностей, и для получения точного ответа алгоритмы используют статистический анализ.
Это отличается от детерминированного результата классического компьютера.
Квантовые алгоритмы
Существуют специальные квантовые алгоритмы (например, алгоритм Шора для факторизации чисел), которые экспоненциально быстрее классических аналогов, что позволяет решать определённые задачи
значительно эффективнее.
Почему квантовые компьютеры считаются быстрыми?
Они могут одновременно обрабатывать множество состояний благодаря суперпозиции — это даёт экспоненциальный рост вычислительной мощности с увеличением числа кубитов.
Использование квантовой запутанности позволяет создавать сложные взаимосвязи между кубитами, ускоряя вычисления.
Квантовые алгоритмы специально разработаны для решения сложных задач с высокой эффективностью, недоступной классическим компьютерам.
Итог
Квантовые компьютеры быстры за счёт того, что вместо последовательного перебора вариантов они используют квантовые явления — суперпозицию и запутанность — позволяющие параллельно обрабатывать огромное число состояний. Это качественно меняет подход к вычислениям и открывает возможности для решения задач, которые классическим компьютерам неподвластны или требуют слишком много времени.
Про «запутанность» я понял и согласен. Она сегодня – база для всего, тем более в науке. А вот насчёт «квантовости» хотел бы снова сыграть роль Капитана-Очевидности.
Если у вас есть автомобиль, и он едет, то едет он не из-за «принципов механики», а потому, что вы залили в него бензин. Какой «бензин» используется в квантовых компьютерах? Если они так называются, вероятно, кванты. Давайте узнаем, что такое «квант»:
Квант — это минимальная, неделимая порция энергии или другого физического свойства, которую может принимать физическая система в рамках квантовой механики.
Поскольку этот ответ отражает усреднённое официальное представление о данной теме, я, как всегда конкретизирую и спрашиваю:
Квант - это физическая частица или термин физической теории, как атом?
Ответ:
Квант — это термин физической теории, а не конкретная физическая частица.
Ну, это как если бы вы заливали в ваш многострадальный автомобиль не бензин, а «представление о бензине».
Если вам кажется, что аналогия преувеличена, подумайте ещё.
В своё время многие медики ударились в исследование «СПИДа», о котором сегодня вспоминают не чаще какой-нибудь «испанки». В смысле, затесались в проекты по его лечению, на которые были выделены нешуточные гранты (шуточные, по сравнению с тем, сколько на них было выделено денег из налогового бюджета в действительности). И они бы точно на меня ополчились, если бы я тогда им рассказал, что через каких-то 20 лет мода на СПИД в СМИ пройдёт, а «диагностированный» им Мэджик Джонсон будет и сегодня живее всех живых.
Так же и физики-теоретики (а других нынче просто нет – есть инженеры), читавшие или коспектировавшие в вузах курсы по квантовой механике, скажут мне, что «горючим» в квантовых компьютерах выступают упомянутые выше кубиты. Но, друзья мои хорошие, кубиты – это те же биты, только в профиль, призванные просто быть мерами информации, как километры – у дороги от Москвы до Питера. Но машины едут не по километрам, а по асфальту, которыми он просто измеряется (с 14 сентября 1918 года, применительно к России)…
А поскольку разница между битами и кубитами, как выясняется, просто в принципах счёта, я задал интернету наивный вопрос (который, кроме меня, почему-то никто раньше, похоже, не задавал):
Почему нельзя сделать уже сегодня все компьютеры квантовыми?
Почитайте ответ, он того стоит:
Основные причины, почему нельзя сделать все компьютеры квантовыми уже сегодня, связаны с техническими и практическими ограничениями квантовых технологий:
Проблема масштабирования и точности
Квантовые компьютеры требуют сохранения очень тонких квантовых состояний кубитов, которые крайне чувствительны к внешним шумам, температурным колебаниям и электромагнитным помехам. При увеличении
числа кубитов резко растёт количество ошибок из-за декогеренции — разрушения квантового состояния. Хотя методы квантовой коррекции ошибок активно развиваются, они пока не достигли зрелости для
масштабных коммерческих систем.
Сложность аппаратного обеспечения
Квантовые вычислители требуют специфичных условий: сверхнизких температур (милликельвины), вакуума, сложных систем охлаждения и изоляции. Оборудование дорогое, сложное в эксплуатации и требует
квалифицированного обслуживания, включая специалистов по криогенной технике.
Недостаток программного обеспечения и алгоритмов
Для практического использования квантовых компьютеров нужны новые алгоритмы, адаптированные под квантовые вычисления. Разработка и адаптация ПО — трудоёмкий процесс, который требует времени и
специалистов на стыке квантовой физики и информатики.
Кадровый дефицит
Квантовые технологии требуют специалистов с уникальными знаниями в квантовой физике, инженерии и программировании. Подготовка таких кадров занимает годы, и пока их недостаточно для массового
внедрения.
Регуляторные и этические вопросы
Квантовые технологии несут потенциальные риски, например, угрозу существующим системам шифрования, что требует разработки новых стандартов безопасности и регулирования.
Итог
Хотя квантовые компьютеры демонстрируют значительный прогресс и первые нишевые применения ожидаются уже в ближайшие годы (2025-2027), широкое массовое внедрение ограничено техническими сложностями, необходимостью коррекции ошибок, дороговизной оборудования, дефицитом специалистов и отсутствием зрелых алгоритмов. Массовый рынок квантовых вычислений, вероятно, появится после 2030 года, когда технологии станут более стабильными и масштабируемыми.
Больше всего меня тронуло упоминание «очень тонких квантовых состояний кубитов, которые крайне чувствительны к внешним шумам». Это как если водителя трейлера злой диспетчер спросит:
- Вася, ты охренел! Ты почему до Питера до сих пор не доехал?
А Вася в ответ:
- Да, блин, ту дождь прошёл, сука! Знаешь какие километры мокрые! Про метры я вообще не говорю. Лучше бы я по Дороге Жизни, как мой прадед, колесил – там хоть ледок был.
А если серьёзно, то я хотел бы тем, кто имеет доступ к тому, что называется «квантовым компьютером», задать ещё более наивный вопрос:
- Ребята, а какую такую задачку вы нашли, которая требует ускоренного и триллиарды раз решения и которая не может быть решена если не на калькуляторе, то хотя бы на ноутбуке? Вы там что, Assassin’s Creed за милисекунды проходите? Нет, правда, намекните, пожалуйста.
Видимо, они меня просто опередили и решают, в каком месте Млечного Пути находился мифологический древний Рим, когда делались ставки на тамошнем Ипподроме. Надо же как-то современную теоретическую чёрную дыру в теле выдумываемой с 1920-х годов физики заштопывать…
Здоровья и здравомыслия!
P.S. Кстати, если телепортация и перемещение во времени когда-нибудь будут воспроизведены в реальности, это докажет неподвижность Земли. Как её уже доказывала опытным в своё время путём неподвижность эфира, но тогда физики решили просто… «пристрелить» эфир, чтобы не мешал.
Write a comment