Квантовый компьютер против обычного компьютера. 5 основных отличий

 

Квантовый компьютер против обычного компьютера. 5 основных отличий

О квантовых компьютерах говорят как о грядущей революции, но до сих пор мало кто знает, почему она до сих пор не произошла. Вероятно, это связано со сложным механизмом устройства, работающим на принципах квантовой физики — поэтому назвать его просто «суперкомпьютером» было бы оскорбительным.

Итак, вот 5 основных отличий между обычным и квантовым компьютерами.

  1. Квантовый компьютер — как лампочка, классический компьютер — как свечка

    Лампочка горит, свеча тоже. Обе выполняют свою функцию, не так ли? Да, это так, но оба источника света отличаются по принципу действия и нуждаются в совершенно разных видах энергии. Аналогично обстоит дело с компьютерами. Чтобы повысить мощность классического компьютера, достаточно увеличить объем его главных составляющих — оперативную память, видеокарту и жесткий диск. Квантовые компьютеры обладают настолько большой вычислительной мощностью, что никто не в состоянии определить ее количественно. В таких устройствах используются сотни процессоров и видеокарт, что фундаментально и отличает их по своей сути.

  2. Квантовый компьютер способен решать задачи, которые не под силу сотням взаимосвязанных классических компьютеров

    Это также связано с тем, что квантовый компьютер в конечном итоге будет заниматься расчетами, для которых классический компьютер не предназначен, и наоборот. Для монтажа фильмов, редактирования фотографий, 3D-моделирования и других насущных вопросов повседневной жизни домашние «коробки» будут более практичными. Но когда дело касается прогнозирования погоды на Марсе, поиска идеального химического соединения для разработки нового лекарства или изучения сложных метеорологических явлений, обычные компьютеры окажутся слишком слабыми. Считается, что на решение таких задач для ПК понадобилось бы несколько лет (!), квантовый компьютер может справиться с ними всего за несколько секунд (!).

  3. Диаметральные различия в работе устройств

    Вы, наверное, знаете, что классический компьютер оперирует единицей информации — битом. Он может принимать одно из двух значений — 0 или 1. Каждый пиксель на фотографии представляет собой последовательность этих значений, каждая передаваемая информация в сети также является последовательностью нулей и единиц. Каждый раз, когда мы выполняем какую-либо работу на компьютере, ему приходится производить вычисления, основанные на двоичной системе. Когда количество этих вычислений становится слишком большим, мы модернизируем компоненты, которые могут их «обрабатывать». Таким образом вычислительная мощность за год увеличивается на 10-20%. И все это для того, чтобы компьютер мог «схватить» нули и единицы.

Квантовые компьютеры, как известно, работают на кубитах — основной единице в квантовой физике, где каждая частица информации может быть как нулем, так и единицей — то есть находится в суперпозиции. Это означает, что революционное устройство должно обработать почти бесконечное количество вариантов, чтобы извлечь самый правильный или самый лучший из них. В то же время квантовый компьютер способен хранить невообразимо большие объемы информации, а также использовать огромные вычислительные мощности. Но проблема заключается в том, как использовать сам квантовый компьютер и понять систему его расчетов.

  1. Квантовые компьютеры чрезвычайно чувствительны

    Например, вы купили комплектующие для ПК, вставили все в нужные места, подключили кабели питания, периферийные устройства, установили операционную систему и вуаля — вы уже можете восхищаться вычислительной мощностью. И независимо от того, шумят ли соседи за стеной или включилась автомобильная сигнализация за окном, его эффективность останется неизменной.

Для работы квантового компьютера необходимы идеальные условия. Каждая маленькая помеха, каждый всплеск или незначительный шум могут повлиять на правильное считывание суперпозиции. Но и это еще не все. Кубиты перестают находиться в суперпозиции, когда их наблюдают. Это трудно объяснить, но представьте, что вы получаете подарок — и пока вы его не откроете, в вашем сознании могут пронестись тысячи предположений, что внутри, и единственным ограничением в этом случае является размер коробки (здесь: значения от 0 до 1). И хотя это не идеальное объяснение (потому что содержимое в коробке не изменится, что бы вы ни думали), оно хорошо отражает проблему не только правильного чтения, но и применения результатов, выдаваемых квантовым компьютером.

  1. Телепортация данных vs передача данных

    В настоящее время скорость передачи данных зависит от пропускной способности канала — будь то емкость диска или возможности связи оператора сети. То же самое с безопасностью: она зависит от шифрования. Когда файлы становятся слишком большими, мы вынуждены увеличивать объем и скорость дисков, как и интернета. Снова и снова. И так далее до бесконечности.

Квантовые компьютеры не передают информацию традиционным способом. Они ее телепортируют. Все потому, что две разные квантовые частицы могут переплетаться так, что информация, хранящаяся в одной, будет идентична информации в другой — независимо от расстояния между ними! Такая передача абсолютно безопасна, поскольку нет никакой возможности перехватить ее на пути, по причине того, что… этот путь просто не существует.

Исхаков Максим

Руководитель информационного портала "Безопасник". Директор компании по продаже и установке систем безопасности.

Оцените автора
Портал о системах видеонаблюдения и безопасности
Добавить комментарий