Квантавы кампутар - тэхніка будучыні

Квантавы кампутар - гэта нешта нерэальнае і далёкае, нібы госць з будучыні. Час ад часу з'яўляюцца нататкі пра навукоўцаў і іх партызанскіх дасягненнях у галіне квантавай фізікі, але вось святкаваць перамогу пакуль ранавата, таму што ў гэтай навуковай галіны яшчэ шмат белых плям. Магчыма, ужо праз пару дзесяцігоддзяў квантавыя кампутары цалкам заменяць звыклыя для нас звычайныя кампутары, абагнаўшы іх па разумовым развіцці і пакінуўшы далёка ззаду, але сёння на гэта застаецца толькі спадзявацца.

Навукоўцам ужо ўдалося распрацаваць квантавыя гадзіны, якія перавышаюць дакладнасць бягучага эталона вымярэння часу ў 100 000 раз, таму вельмі можа быць, што ў хуткім часе будзе зроблены прарыў у галіне камп'ютэрных тэхналогій. Сёння існуе вялікая колькасць распрацовак па стварэнні квантавых кампутараў. Не так даўно чатыры групы навукоўцаў з Італіі, Вялікабрытаніі, Аўстрыі і Аўстраліі незалежна адзін ад аднаго стварылі самую найпростую мадэль квантавага кампутара, наладжаную на абмежаваныя квантавыя вылічэнні.

Квантавы кампутар здольны вырашыць праблему ўсёй сучаснай кампутарнай тэхнікі. Цяпер можна кадаваць толькі адно з значэнняў - нуль або адзінку, а вось фатон у адзін і той жа час зможа несці абодва значэння пры вертыкальнай і гарызантальнай палярызацыі. Найноўшыя сістэмы змогуць усе вылічэнні праводзіць адначасова, а не па чарзе, як гэта робяць звычайныя кампутары.

Сучасны квантавы кампутар, а дакладней яго прымітыўная мадэль, выглядае як сетка оптавалакновых шляхоў на мікрачыпе з некалькімі ўваходамі і выхадамі. У лабірынт запускаюцца асобныя фатоны, на кожным перакрыжаванні яны праходзяць праз сістэму люстэркаў святладзельнік. На гэтым этапе фатоны альбо адлюстроўваюцца, альбо праходзяць далей. Атрымліваецца, што пакуль фатон дойдзе да выхаду з лабірынта ён тры разы сутыкнецца са святладзельнік.

Квантавая прырода сама па сабе вельмі складаная, таму практычна нерэальна зрабіць правільны разлік, які паказвае, адкуль дакладна з'явіцца фатон. Гэта няпроста зрабіць нават пры ўмове, што ў лабірынт запушчаны ўсяго толькі адзін фатон. А калі задачу ўскладніць і запусціць некалькі часціц, а ў лабірынце павялічыць колькасць шляхоў, то зрабіць прагноз будзе вельмі складана. Вынайдзеная навукоўцамі мадэль - гэта не што іншае, як перманент матрыцы, ўвасабленне матэматычнай функцыі.

На сучасным кампутары можна змадэляваць рашэнне задачы, але толькі пры ўмове, што па лабірынце падарожнічае некалькі часціц, а сам ён невялікі. Калі ўмовы ўскладніць, напрыклад, павялічыць колькасць фатонаў або шляхоў у лабірынце, то разлікі не зможа вырабіць нават самая магутная на сённяшні дзень тэхніка.

Квантавы кампутар, створаны навукоўцамі, можа толькі разлічваць перманент матрыцы, для больш складаных і разнастайных задач ён не падыходзіць. Але гэта ж толькі першы крок на шляху да вынаходству тэхнікі будучыні. Задача даследчыкаў заключалася ў дэманстрацыі магчымасці выкарыстання фатонных прылад, якія могуць спраўляцца з пастаўленым заданнем. Даследаванне было праведзена бліскуча, таму вельмі нават магчыма, што ў хуткім будучыні з'явяцца новыя прылады, створаныя на аснове дадзенай тэхналогіі, і яны цалкам заменяць сучасныя кампутары.