Capacités des ordinateurs quantiques
Les ordinateurs quantiques ne remplaceront pas les machines informatiques classiques,
- La recherche de données non structurées dans des tableaux estphoto, vidéo, audio, fichiers texte sans balisage. La recherche et l'analyse de fichiers en grand nombre sont associées à la fragmentation des formats, des langues, du contexte et d'autres paramètres. Mais il est clair que les volumes augmentent chaque année, et c'est l'information la plus importante pour les scientifiques, les spécialistes du marketing et les spécialistes de la sécurité. On suppose que les ordinateurs quantiques effectueront facilement plusieurs opérations en parallèle et effectueront des recherches plus rapidement dans ces bases de données.
- Optimisation:rechercher la meilleure solution en tenant compte du résultat souhaité et des contraintes. Cela permettra d'améliorer la livraison, d'aider à la prise de décision sur des marchés en évolution rapide et de mieux gérer les flux de trafic.
- Modélisation des systèmes quantiques, y compriscomme les molécules de nouveaux matériaux ou médicaments. Un ordinateur quantique serait excellent pour gérer la complexité et l'incertitude de tels systèmes. Cela inclut également la modélisation des réactions chimiques et des interactions physiques.
- Résoudre des problèmes mathématiques incroyablement difficilespour les ordinateurs classiques. Il s'agit d'une caractéristique importante des ordinateurs quantiques, qui ouvrira une nouvelle page de la cryptographie - les systèmes de chiffrement les plus courants seront vulnérables.
Jusqu'à présent, le processeur quantique le plus puissant a été créé par IBM et compte 127 qubits.
Bases Physiques: Essentiels
Qu'est-ce qui permettra aux ordinateurs quantiques de résoudre les problèmes mieux, plus rapidement et plus efficacement que les machines classiques ? Qu'est-ce qui assurera la suprématie quantique ?
L'informatique quantique, comme son nom l'indique,basé sur les processus de la physique quantique. Selon le postulat de la physique quantique, jusqu'au moment de la mesure, un électron (ou une autre particule plus petite, par exemple un photon) n'a pas de coordonnées univoques, mais est simultanément situé à tous les points de l'orbite. Cette zone de la somme de tous les états de la particule s'appelle le nuage d'électrons. De manière simplifiée, nous pouvons dire que ce nuage d'électrons est un qubit physique (q-bit, bit quantique) - l'unité d'information de base en informatique quantique.
Les qubits jouent le même rôle dans l'informatique quantiquecomme des bits dans l'informatique classique. Mais si les bits classiques sont binaires et ne peuvent être qu'en position 0 ou 1, alors les qubits sont dans une superposition de tous les états possibles. Par conséquent, un ordinateur quantique résout le problème non pas par une énumération séquentielle, mais en considérant plusieurs options possibles à la fois. Naturellement, la vitesse de calcul augmente radicalement.
Une autre propriété importante est l'enchevêtrement.Ce phénomène décrit une telle propriété des particules quantiques, lorsque les résultats de mesures conjointes de particules distantes s'avèrent être corrélés, alors que les mesures de particules séparément sont complètement aléatoires. Plus vous parvenez à confondre les qubits, en créant un système unique, plus l'ordinateur s'avère puissant et les tâches plus complexes que vous pouvez résoudre.
Les qubits jouent le même rôle en informatique quantique que les bits en informatique classique
État actuel et problèmes
Les médias apparaissent constamment des informations sur toutde nouvelles avancées dans l'informatique quantique - par exemple, fin 2019, Google a annoncé haut et fort l'atteinte de la supériorité quantique. Mais la réalité est que jusqu'à présent, les ordinateurs quantiques ne résolvent que des problèmes hautement spécialisés.
Par exemple, l'algorithme de diffusion des reportages photo,qui a été montré en Chine sur l'ordinateur de Jiuzhang. Ce problème est l'un de ceux qui ont été proposés pour démontrer la supériorité quantique. Et les ordinateurs quantiques font face à ces tâches beaucoup plus efficacement que les superordinateurs.
Mais tandis que l'ordinateur quantique calcule les propriétéssubstances, mais seulement les plus simples et les plus connues. Et il n'y a pas assez de puissance pour créer des substances aux propriétés souhaitées ou optimiser les flux logistiques. Jusqu'à présent, le processeur quantique le plus puissant a été créé par IBM et compte 127 qubits. Et pour résoudre les problèmes évoqués en début d'article, des milliers de qubits seront nécessaires. Cependant, on ne peut manquer de dire que les progrès dans le domaine de l'informatique quantique au cours des dix dernières années ont été énormes, et jusqu'à présent, il n'y a pas d'obstacles visibles au progrès.
Mais des problèmes existent certainement.Il s'agit par exemple de créer une mémoire quantique qui permettrait de revenir à la solution d'un problème particulier et de stocker les résultats de calculs. Les questions de mise à l'échelle du système, d'augmentation du temps de cohérence, de correction d'erreurs - l'augmentation de la puissance de calcul dépend de tout cela. De nombreuses questions se posent également dans la partie logicielle, puisque pour travailler avec des résultats de calculs, il faut « traduire » les données obtenues en informatique quantique dans le langage des calculs classiques. Et il y a encore un énorme champ de travail.
Un supercalculateur ne peut pas tout faire, mais il résoudra un tas de problèmes
Quand la réalité autour est en constante évolution,Je veux poser une question naïve - un ordinateur quantique suffisamment puissant pourrait-il "prédire" tout cela à l'avance ? Réponse : non, aucun système informatique n'a le don de prévoyance.
Mais c'est précisément dans un environnement en mutation aussi rapidesituation, un ordinateur quantique aiderait à choisir la stratégie optimale sur le marché, trouverait les meilleures options logistiques, ce qui est particulièrement précieux dans des conditions où la situation sur le marché des transports est instable. Mais jusqu'à présent, il n'existe aucune machine quantique puissante capable de faire face à de telles tâches dans aucun pays du monde. Et dans les années à venir, il est peu probable qu'il apparaisse.
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