На выставке CES 2018 в Лас-Вегасе компания IBM впервые показала публике содержимое 50-кубитной квантовой вычислительной системы, анонсированной в ноябре прошлого года.
Она представляет собой причудливую конструкцию, которая сужается к низу и заканчивается стальным цилиндром.
Компьютер, напоминающий огромную лампочку, нашпигован трубками, насосами и проводами, которые отправляют сигналы квантовому чипу и поддерживают всю систему в охлажденном состоянии. Охлаждается она сверху вниз: температура в самой верхней части составляет 4 Кельвина (–269,15° по шкале Цельсия), в нижней — 10 милликельвинов. По словам вице-президента фирмы Джеффри Уэлса, в лаборатории IBM компьютер заключен в огромный белый ящик, а трубки и провода, которые доносят радиочастотные сигналы до квантового процессора, также помогают изолировать чип от нежелательного электрического, магнитного и теплового “шума”.
Главная особенность квантовых компьютеров — способность находиться в двух состояниях одновременно. Если “обычные” ПК записывают биты информации последовательно, в состояниях нуль или единица, то квантовые компьютеры могут выполнять несколько вычислений параллельно, кодируя два значения сразу. За это отвечают квантовые биты (или кубиты), которые могут одновременно находиться в нескольких состояниях.
Чем больше кубитов имеет квантовый компьютер, тем выше его производительность. Уже сейчас, располагая 50 кубитами, разработка IBM может превосходить по вычислительным возможностям некоторые суперкомпьютеры. “Где-то между 50 и 100 кубитами мы достигнем точки, когда можно будет отчетливо сказать: я только что смоделировал молекулу за несколько минут, на что другой гигантской системе потребовалось бы пять дней. К этому уровню мы придем довольно скоро”, — сказал Уэлс.
По оценкам ученых, задействующие достижения квантовой физики системы эффективнее “двоичных” в 3600 раз. Их можно будет применять где угодно: для симуляции природных процессов, что позволит узнать больше о происхождении Вселенной, для работы с большими данными, для построения наиболее эффективных логистических цепей и каналов поставок, для создания неподдающихся расшифровки кодов и так далее.