Что такое квантовый компьютер?

Основное различие между квантовыми компьютерами и типами традиционных транзисторов, которые мы все используем сегодня, заключается в том, как они обрабатывают данные. Устройства, которые мы знаем, смартфоны, ноутбуки или даже суперкомпьютеры, специализирующиеся на шахматной игре Deep Blue, хранят все в виде битов, которые являются наименьшей единицей информации. Бит имеет значение, которое может быть 0 или 1.

Представьте себе лампочку: она горит (1) или не горит (0). Файл на диске компьютера выглядит как связка лампочек, некоторые из которых горят, а некоторые выключены. С помощью таких лампочек можно закодировать информацию, например фразу «Там был Альберт» или изображение Моны Лизы.

Когда устройство с двумя состояниями решает проблему, оно должно постоянно включать и выключать эти лампочки, записывая и стирая результаты промежуточных вычислений, чтобы они не загромождали его память. Это требует времени: если задача очень сложная, компьютер будет думать долго, очень долго.

Квантовые компьютеры, в отличие от своих предков, хранят и обрабатывают данные с помощью квантовых битов, или для краткости кубитов . Их можно не только включать или выключать, но также они могут находиться в переходном состоянии или даже включаться и выключаться одновременно. Если сравнивать с лампочкой, кубит — это лампочка, которую вы выключили, но которая продолжает мигать. Или, как кот Шредингера, который одновременно мертв и жив.

Включая и выключая «лампочки» квантового компьютера, можно сэкономить много времени. Следовательно, квантовый компьютер может решать сложные задачи намного быстрее, чем самые мощные из традиционных устройств. Google утверждает, что его квантовая машина Sycamore выполнила вычисления всего за 3 минуты, что для обычного суперкомпьютера заняло бы 10 000 лет. Здесь и появляется термин «превосходство».