Квантовый компьютер

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Ответить
FENIMUS
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Пн мар 31, 2008 11:57
Контактная информация:

Квантовый компьютер

Номер сообщения:#1   FENIMUS » Вс сен 09, 2018 10:31

https://www.dailytechinfo.org/infotech/ ... sveta.html

Квантовый компьютер на оптических фотонах..
Как я и предполагал, это просто аналоговый компьютер на квантовых законах:
В данном случае создается интерверенционная картина и измеряется ее интенсивность в нужных точках,
это я объяснил по простому, не использую бессмысленного слова "запутанные" фотоны..

Я ничего не пропустил в механизме работы квантовых компьютеров?

Аватара пользователя
Кисантий
Сообщения: 5685
Зарегистрирован: Ср ноя 04, 2009 18:57

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#2   Кисантий » Вс сен 09, 2018 10:35

FENIMUS писал(а):
Вс сен 09, 2018 10:31
https://www.dailytechinfo.org/infotech/ ... sveta.html

Квантовый компьютер на оптических фотонах..
Как я и предполагал, это просто аналоговый компьютер на квантовых законах:
В данном случае создается интерверенционная картина и измеряется ее интенсивность в нужных точках,
это я объяснил по простому, не использую бессмысленного слова "запутанные" фотоны..

Я ничего не пропустил в механизме работы квантовых компьютеров?
Швейк, вы идиот! :D
Кот это очень древнее и неприкосновенное животное. Кот спас жизнь хозяину, позвонив в 911

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30880
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#3   morozov » Вс сен 09, 2018 10:45

"В сумасшедшем доме каждый мог говорить все, что взбредет ему в голову, словно в парламенте."

"— Ничего не поделаешь, — серьезно ответил Швейк. — Меня за идиотизм освободили от военной службы. Особой комиссией я официально признан идиотом. Я — официальный идиот."
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
Кисантий
Сообщения: 5685
Зарегистрирован: Ср ноя 04, 2009 18:57

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#4   Кисантий » Вс сен 09, 2018 15:42

FENIMUS писал(а):
Вс сен 09, 2018 10:31
https://www.dailytechinfo.org/infotech/ ... sveta.html

Квантовый компьютер на оптических фотонах..
Как я и предполагал, это просто аналоговый компьютер на квантовых законах:
В данном случае создается интерверенционная картина и измеряется ее интенсивность в нужных точках,
это я объяснил по простому, не использую бессмысленного слова "запутанные" фотоны..

Я ничего не пропустил в механизме работы квантовых компьютеров?
http://risovach.ru/kartinka/1332908
Кот это очень древнее и неприкосновенное животное. Кот спас жизнь хозяину, позвонив в 911

FENIMUS
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Пн мар 31, 2008 11:57
Контактная информация:

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#5   FENIMUS » Вс сен 09, 2018 19:37

Я думал вы хоть об интерференции знаете, а вы только в Швейках разбираетесь..

FENIMUS
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Пн мар 31, 2008 11:57
Контактная информация:

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#6   FENIMUS » Вс сен 09, 2018 20:21

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0 ... 0%B5%D1%80

"В конце вычисления состояние квантового процессора измеряется, что и даёт искомый результат вычисления. "
"Содержание понятия «квантовый параллелизм» в вычислении может быть раскрыто так: «Данные в процессе вычислений представляют собой квантовую информацию, которая по окончании процесса преобразуется в классическую путём измерения конечного состояния квантового регистра. Выигрыш в квантовых алгоритмах достигается за счёт того, что при применении одной квантовой операции большое число коэффициентов суперпозиции квантовых состояний, которые в виртуальной форме содержат классическую информацию, преобразуется одновременно"

Для специалистов по Швейкам:
Ускорение происходит за счет того, что вся интерференционная картина не рассчитывается, а измеряется только ее реальное значение в нужной точке.. Как и положено в аналоговом компьютере.

Аватара пользователя
Кисантий
Сообщения: 5685
Зарегистрирован: Ср ноя 04, 2009 18:57

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#7   Кисантий » Вс сен 09, 2018 21:15

FENIMUS писал(а):
Вс сен 09, 2018 20:21
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0 ... 0%B5%D1%80

"В конце вычисления состояние квантового процессора измеряется, что и даёт искомый результат вычисления. "
"Содержание понятия «квантовый параллелизм» в вычислении может быть раскрыто так: «Данные в процессе вычислений представляют собой квантовую информацию, которая по окончании процесса преобразуется в классическую путём измерения конечного состояния квантового регистра. Выигрыш в квантовых алгоритмах достигается за счёт того, что при применении одной квантовой операции большое число коэффициентов суперпозиции квантовых состояний, которые в виртуальной форме содержат классическую информацию, преобразуется одновременно"

Для специалистов по Швейкам:
Ускорение происходит за счет того, что вся интерференционная картина не рассчитывается, а измеряется только ее реальное значение в нужной точке.. Как и положено в аналоговом компьютере.
https://www.youtube.com/watch?v=L9Ni-U9afyQ
Кот это очень древнее и неприкосновенное животное. Кот спас жизнь хозяину, позвонив в 911

FENIMUS
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Пн мар 31, 2008 11:57
Контактная информация:

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#8   FENIMUS » Пн сен 10, 2018 9:12

А почему на форуме нет голосования, чтобы можно было забанить идиота, если администратор форума не выполняет свою работу.
Старого идиота кошака давно пора было забанить, специалисты по говновбросам бесцененны в политике, но не здесь..

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30880
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#9   morozov » Пн сен 10, 2018 9:38

Не надо так серьезно.

Голосования не будет. Если Вам не нравится эта заноза в форуме - только Ваша проблема. То, что Вы правы в этом вопросе ничего не значит.

Статья о том, что именно по этому от квантовых компьютеров нельзя ожидать чуда. Квантовые энтузиасты безбожно врут, обещая невиданную производительность.

Если не трудно поищите статью (не так давно была) по этому поводу:
https://trv-science.ru/category/pdf/
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
Кисантий
Сообщения: 5685
Зарегистрирован: Ср ноя 04, 2009 18:57

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#10   Кисантий » Чт сен 13, 2018 2:22

FENIMUS писал(а):
Пн сен 10, 2018 9:12
А почему на форуме нет голосования, чтобы можно было забанить идиота, если администратор форума не выполняет свою работу.
Старого идиота кошака давно пора было забанить, специалисты по говновбросам бесцененны в политике, но не здесь..
А за козла ответишь :D
https://www.youtube.com/watch?v=53aeGIig6y8
Кот это очень древнее и неприкосновенное животное. Кот спас жизнь хозяину, позвонив в 911

FENIMUS
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Пн мар 31, 2008 11:57
Контактная информация:

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#11   FENIMUS » Чт сен 13, 2018 9:13

Кисантий писал(а):
Чт сен 13, 2018 2:22
FENIMUS писал(а):
Пн сен 10, 2018 9:12
А почему на форуме нет голосования, чтобы можно было забанить идиота, если администратор форума не выполняет свою работу.
Старого идиота кошака давно пора было забанить, специалисты по говновбросам бесцененны в политике, но не здесь..
А за козла ответишь :D
https://www.youtube.com/watch?v=53aeGIig6y8
Санитар ответит вам на все вопросы..

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30880
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#12   morozov » Чт сен 13, 2018 13:28

FENIMUS писал(а):
Чт сен 13, 2018 9:13
Кисантий писал(а):
Чт сен 13, 2018 2:22
FENIMUS писал(а):
Пн сен 10, 2018 9:12
А почему на форуме нет голосования, чтобы можно было забанить идиота, если администратор форума не выполняет свою работу.
Старого идиота кошака давно пора было забанить, специалисты по говновбросам бесцененны в политике, но не здесь..
А за козла ответишь :D
https://www.youtube.com/watch?v=53aeGIig6y8
Санитар ответит вам на все вопросы..
Не надо так болезненно реагировать на шалости...
morozov писал(а):
Пн сен 10, 2018 9:38
Не надо так серьезно.

То, что Вы правы в этом вопросе ничего не значит.

Статья о том, что именно по этому от квантовых компьютеров нельзя ожидать чуда. Квантовые энтузиасты безбожно врут, обещая невиданную производительность.

Если не трудно поищите статью (не так давно была) по этому поводу:
https://trv-science.ru/category/pdf/
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
Кисантий
Сообщения: 5685
Зарегистрирован: Ср ноя 04, 2009 18:57

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#13   Кисантий » Чт сен 13, 2018 15:44

>Не надо так болезненно реагировать на шалости…
Вот именно. Ламер должен быть уверенным в себе как наш вампир и не обращать внимания на дружеские плевки :wink:
Кот это очень древнее и неприкосновенное животное. Кот спас жизнь хозяину, позвонив в 911

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30880
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#14   morozov » Вт окт 30, 2018 13:51

В защиту науки. Бюллетень / [отв. редактор Е.Б. Александров]; соста-вители Е.Б. Александров, А.Г. Сергеев; Комиссия РАН по борьбе с лже-наукой и фальсификацией научных исследований. Москва, 2018. Бюллетень № 21.

Будет ли у нас когда-нибудь квантовый компьютер?
М.И. Дьяконов
Введение, история вопроса. Идея квантовых вычислений была впервые высказана в несколько туманной форме русским математиком Юрием Маниным в 1980 г. В 1981 г. она была неза-висимо предложена Ричардом Фейнманом. Поскольку из-за экс-поненциального роста числа состояний численное моделирование даже не очень больших квантовых систем становится невозмож-ным, Фейнман высказал идею, что эффективным такое модели-рование может быть, если сам компьютер будет функциониро-вать квантовым образом: «Природа не классична, и если вы хоти-те моделировать природу вам следует делать это квантово-механически, и, ей-богу, это замечательная проблема, так как сделать это совсем непросто». Давид Дойч в 1985 году формаль-но описал универсальный квантовый компьютер как квантовый аналог универсальной машины Тьюринга.
Идея квантового компьютера не привлекала заметного вни-мания, пока Питер Шор не предложил в 1994 г. алгоритм для идеального квантового компьютера, позволяющий разлагать на простые множители очень большие числа гораздо быстрее, чем на обычном компьютере.1 Этот выдающийся теоретический ре-зультат вызвал взрывной интерес к идее квантовых вычислений и породил многие тысячи научных статей, в основном теоретиче-ских, которые до сих пор продолжают публиковаться c нараста-ющей скоростью.
В течение последних 20 лет едва ли можно найти научно-популярный или даже серьезный физический журнал, не касаю-
1 Острый интерес к быстрой факторизации больших чисел связан с про-блемой разгадки сложных шифров. Перспектива создания квантового компь-ютера ставит под угрозу основы классической криптографии, что, в свою очередь, породило бум работ по квантовой криптографии, недоступной ожи-даемому могуществу квантового компьютера. — Прим. ред.
91 М.И. Дьяконов
щийся проблем квантовых вычислений. Центры квантовой ин-форматики открываются по всему земному шару, и очень скоро счастливое королевство Бутан в Гималаях будет единственной страной лишенной подобного центра. Щедро раздаются деньги на развитие этого направления, ученые-энтузиасты и журналисты открывают перед обывателем сногсшибательные перспективы. Многие исследователи считают необходимым оправдывать лю-бые свои исследования указанием на их связь с проблемой кван-товых компьютеров. Компьютерные математики доказывают и публикуют новые теоремы, относящиеся к квантовым компьюте-рам в темпе одной статьи в день. Публикуется огромное количе-ство предложений различных физических объектов, которые могли бы использоваться в качестве квантовых битов, или ку-битoв. Гугл выдает сотни тысяч ссылок по запросу "quantum computing" и около 70 тысяч ссылок на запрос "quantum computing with". Создается впечатление, что квантовые компью-теры ознаменуют новую технологическую революцию XXI века.
Когда мы получим работоспособный квантовый компьютер? Наиболее оптимистически настроенные эксперты говорят: «Через 10 лет». Другие называют 20 или 30 лет (примечательно, что эти предсказания остаются неизменными последние 20 лет!), а наибо-лее осторожные говорят: «Не при моей жизни». Автор принадле-жит к ничтожному меньшинству тех, кто отвечает: «Ни в каком-либо предвидимом будущем», и эта позиция разъясняется ниже.
Идея квантовых вычислений состоит в хранении и обра-ботке информации способом, принципиально отличным от ис-пользуемого в обычном (классическом) компьютере, оперирую-щим с ансамблем микро-транзисторных переключателей между состояниями «включено» — «выключено».
В каждый данный момент состояние классического компью-тера описывается последовательностью (↑↓↑↑↓↑↓↓…), где симво-лы ↑ и ↓ представляют биты информации, физически реализуе-мые как открытое и запертое состояния данного транзистора. Для N транзисторов существует 2N различных состояний компью-тера. Процесс вычисления состоит в последовательности пере-ключений некоторых транзисторов между их ↑ и ↓ состояниями, в соответствии с заданной программой.
В квантовом компьютере классический элемент с двумя со-стояниями заменяется на квантовый элемент с двумя базисными
Будет ли у нас когда-нибудь квантовый компьютер? 92
состояниями, называемый кубитом. Простейшим объектом тако-го рода является собственный угловой момент электрона — спин, с удивительным квантовым свойством обладания только двумя возможными проекциями на любую ось: +1/2 и −1/2 (в единицах постоянной Планка). Для любой выбранной оси мы опять имеем два базисных квантовых состояний спина ↑ и ↓.
Однако произвольное спиновое состояние описывается вол-новой функцией ψ = a↑ + b↓, где a и b — комплексные числа, удовлетворяющие условию нормировки |a|2 + |b|2 = 1, так что |a|2 и |b|2 являются вероятностями для спина оказаться в базисных со-стояниях ↑ и ↓ соответственно.
В отличие от классического бита, принимающего только одно из двух состояний ↑ и ↓, кубит имеет континуум возможных состояний, определяемых квантовыми амплитудами a и b.
Это свойство часто описывается несколько мистическим и пу-гающим утверждением того, что кубит может существовать одно-временно в двух своих состояниях ↑ и ↓. (Это подобно утвержде-нию, что вектор в плоскости xy, направленный под углом 45° к оси x, одновременно направлен по обоим направлениям x и y, — в не-котором смысле верно, но не слишком содержательно).
Два кубита имеют 22 = 4 базисных состояний: (↑↑), (↑↓), (↓↑) и (↓↓). Соответственно, они описываются волновой функцией ψ = a(↑↑) + b(↑↓) + c(↓↑) + d(↓↓) с четырьмя комплексными ам-плитудами a, b, c и d. В общем случае N кубитов состояние си-стемы описывается 2N комплексных амплитуд, ограниченных только условием нормировки.
В то время как состояние классического компьютера с N би-тами в каждый данный момент совпадает с одним из 2N его возможных дискретных состояний, состояние квантового компьютера с N кубитами описывается значениями 2N непре-рывных переменных — квантовых амплитуд.
Обработка информации предполагается с помощью приме-нения унитарных преобразований2 (quantum gates — квантовых переключений), которые изменяют эти амплитуды a, b, c… точ-ным и контролируемым образом.
2 Они изменяет ориентацию квантового вектора состояния в гильбeр-товом пространстве, сохраняя его абсолютную величину.
93 М.И. Дьяконов
Число кубитoв, необходимое для построения полезной ма-шины (т. е., такой, которая способна конкурировать с вашим лаптопом в решении некоторых специальных проблем, как например, разложения на простые множители очень больших чисел по алгоритму Шора), оценивается в пределах 103−105. Таким образом, число непрерывных переменных, описывающих состояние компьютера в каждый данный момент должно оцени-ваться числом, по меньшей мере, 21000 (~10300), которое много, много больше числа частиц во Вселенной (их, всего лишь, по-рядка 1080)!
В этом месте нормальный инженер или экспериментатор те-ряют интерес. Возможные ошибки в классическом компьютере порождаются ошибочными переключениями одного или не-скольких транзисторов из закрытого состояния в открытое, или наоборот. Такие ошибки, конечно, очень нежелательны, но они могут быть преодолены сравнительно простыми методами дубли-рования.
В сравнении с этой проблемой классического компьютера, выполнение сизифовой задачи контроля 10300 непрерывных пара-метров представляется абсолютно невообразимым.3
Однако теоретики квантовых компьютеров (КК) преуспели в создании всеобщей веры в возможность реализации масштаб-ных квантовых вычислений, апеллируя к знаменитой «пороговой
3 Примечание редактора (Е.Б. Александрова). В начале 80-х годов прошлого столетия, т. е. около 35 лет назад, я был приглашен на одно из первых обсуждений проблемы квантового компьютера (КК) в вычислитель-ный центр АН СССР. Приглашен в качестве физика-экспериментатора, из-вестного своими первыми демонстрациями реальности суперпозиционных состояний, т. е., кубитов. Будучи допрошен идеологами КК на предмет точ-ности измерений базисных проекций моих кубитов, я гордо ответил, что точность может доходить до одной миллионной доли, что глубоко разоча-ровало вопрошающих. На мой вопрос, «а сколько надо?», я получил ответ, что это зависит от задачи. «Ну, если надо, например, факторизовать число с 20 десятичными знаками, то точность измерения компонент кубита долж-на иметь тот же порядок». С тех пор я потерял интерес к теме КК. Замечу дополнительно, что точность измерений громадного большинства физиче-ских величин не превышает 8−9 десятичных знаков и лишь в исключитель-ной задаче измерения частоты достигает ныне пятнадцатого знака. (Причем эта точность реализуется за время измерения порядка секунд, так что о вы-соком быстродействии мечтать не приходится).
Будет ли у нас когда-нибудь квантовый компьютер? 94
теореме»: если ошибка на кубит — на переключение не превы-шает некоторой заданной величины, то становятся возможными неограниченно длинные квантовые вычисления — ценой суще-ственного увеличения числа используемых кубитов (логический кубит реализуется с помощью нескольких физических кубитов). По счастью, число кубитов возрастает только полиномиально с увеличением масштаба вычислений, так что общее число необ-ходимых кубитов должно возрасти с N = 103 всего лишь до N = 106−109 (разумеется, с соответствующим возрастанием ужа-сающегo числа 2N непрерывных параметров, характеризующих состояние всей квантовой машины!)
(В связи с этим Леонид Левин, профессор математики Бо-стонского университета, сделал следующее остроумное замеча-ние: «Какие мыслимые эксперименты могли бы доказать, что КК находится в заданном состоянии с требуемой точностью? Я готов предложить для этого ресурсы всей Bселенной, но не больше!)»
Дорожная карта панели экспертов ARDA. Шестнадцать лет назад, в 2002 году, по заданию правительственного агентства США Advanced Research and Development Activity (ARDA)4 ко-манда авторитетных экспертов в области квантовых вычислений выработала следующую «дорожную карту» (обновленную в 2004 году), наметив цели на 5 и 10 лет.5
«К 2007 году:
 кодировать состояние логического кубита несколькими физическими кубитaми;
 осуществить многократную коррекцию состояния логи-ческого кубита;
 перенести состояние логического кубита на систему других физических кубитов с высокой надежностью
4 Впоследствии переименовано в Disruptive Technology Office (DTO) и в 2007 году вошло в состав Агентства передовых исследований в сфере разведки (IARPA, Intelligence Advanced Research Projects Activity). — Прим. ред.
5 Далее цитирование по документу 2004 года (http://qist.lanl.gov/ pdfs/qc_roadmap.pdf), выделение жирным шрифтом — наше.
95 М.И. Дьяконов
К 2012 году разработать конкатенациoнный6 код квантовой коррекции ошибок».
Цель 2007 года предполагала реализацию «порядка 10 физи-ческих кубитoв и множественных логических операций между ними», в то время как задачей 2012 года была реализация «по-рядка 50 физических кубитoв с обеспечением работы множества логических кубитoв в полном объеме операций, требуемых для свободного от ошибок КК с целью исполнения простого примера квантового алгоритма».
В то время, как благосклонные судьи могли бы посчитать, что первые две цели 2007 года к настоящему времени частично достигнуты, ожидания третьего пункта целей 2007 годa, а тем более, цели 2012 года, были решительно провалены. То же самое относится к некоторым прочим предсказаниям «дорожной кар-ты»:
«Когда масштабные квантовые компьютеры будут разра-ботаны в ближайшие 5 или 10 лет, квантовое моделирова-ние, скорее всего, останется областью приложения КК, ко-торая сможет продемонстрировать свои решительные преимущества над классическими вычислениями».
Экспериментальные исследования, связанные с идеями квантовых вычислений составляют лишь малую долю огромной литературы, посвященной КК. Они представляют nec plus ultra7 современной экспериментальной техники, чрезвычайно трудоем-ки и вызывают восхищение и уважение. Целью таких экспери-ментов служит доказательство возможности осуществлять кван-товые операции, лежащие в основе идеи КК, а также продемон-стрировать некоторые элементы квантовых алгоритмов. Число используемых кубитов меньше 10, обычно от 3 до 5. Переход от 5 кубитов к 50 (задача, поставленная экспертами ARDA на 2012 год!), по-видимому, встречается с труднопреодолимыми
6 Конкатенация (concatenation) — матeматический термин, в данном контексте означающий, что информация о состоянии одного логического кубита перенесена на насколько физических кубитов. Идея квантовой кор-рекции ошибок путем конкатенации была впервые высказана Питером Шором.
7 Высшее достижение (лат.)
Будет ли у нас когда-нибудь квантовый компьютер? 96
препятствиями, и причины этого нужно понять. Скорее всего, они связаны с тем простым фактом, что 25 = 32, в то время как 250 = 1 125 899 906 842 624.
По контрасту с экспериментом, теория квантовых вычисле-ний, резко доминирующая в КК литературе, не встречает, похо-же, никаких трудностей, оперируя миллионами кубитов. Рас-смотрены различные источники шумов и доказано (при опреде-ленных допущениях), что ошибки, порожденные «местными» источниками шумов, могут быть скорректированы с помощью тщательно разработанных и очень остроумных приемов, вклю-чающих, среди прочих трюков, массовый параллелизм: многие тысячи операций должны быть применены одновременно к раз-личным парам кубитов, и многие тысячи измерений также долж-ны быть осуществлены одновременно.
Теория квантовых вычислений напоминает старый со-ветский анекдот. Действие происходит во время Второй мировой войны. Некий изобретатель с идеей высшей военной ценности добивается личного свидания со Сталиным, не доверяя бумажному докладу, поскольку не верит тогдашней криптографии (еще не знакомой с квантовыми перепутан-ными состояниями). Изобретатель докладывает:
— Всё просто, товарищ Сталин! У Вас на столе будет три кнопки — зеленая, голубая и белая. Если Вы нажмете зеленую кнопку — все наземные вражеские силы будут уни-чтожены. Если Вы нажмете голубую кнопку, то все мор-ские силы врагов будут утоплены. А вот если Вы нажмете белую кнопку, то все военно-воздушные силы врага будут сбиты.
Сталин: Это прекрасно, но как это сделать?
Изобретатель: Ну, это дело Ваших инженеров. Мое дело подать идею.
Дальнейшая судьба изобретателя неизвестна...
Подобно этому эксперты ARDA провозглашают: «Было установлено, что при некоторых предположениях, а именно, если пороговая точность операции переключения может быть достиг-нута, то коррекция квантовых ошибок позволит квантовому ком-пьютеру функционировать бесконечно долго». Здесь ключевые
97 М.И. Дьяконов
слова «при некоторых предположениях», однако, эксперты не задаются вопросом, могут ли быть эти предположения осу-ществлены в реальном мире.
Квантовый отжиг. Совершенно иной подход, инициирован-ный компанией D-Wave и подхваченный и разработанный ком-паниями IBM, Google, Microsoft и др., основан на использовании сверхпроводящих джозефсоновских контактов в качестве куби-тов при температуре жидкого гелия и ниже. В зависимости от некоторых параметров системы джозефсоновские контакты мо-гут играть роль как классических битов (и многие исследователи разрабатывают классические компьютеры на основе джозефсо-новской логики) так и квантовых кубитов.
При этом не имеется в виду тот квантовый компьютер, о ко-тором идут разговоры в течение 20 лет, это устройство не сможет разлагать большие числа на множители по алгоритму Шора и не сможет производить поиск по базе данных, используя кванто-вый алгоритм Гровера. Скорее, оно предназначено для осуществ-ления «квантового отжига». После начального приготовления любая система, классическая или квантовая, при низкой темпера-туре будет релаксировать к своему основному состоянию. Чис-ленное или аналитическое вычисление основного состояния бо-лее или менее сложной квантовой системы — задача практически невыполнимая — именно поэтому Фейнман исходно выдвинул идею КК.
Отсюда идея моделирования системы взаимодействующих кубитов с помощью эквивалентной системы сверхпроводящих квантовых контуров, базирующихся на контактах Джозефсона. Не предполагается производить квантовые вычисления с помо-щью квантовых операций, проблемы квантовой коррекции оши-бок также не возникает. Нужно просто замерить состояние си-стемы (точнее, некоторых ее характеристик — малой части из огромного числа всех ее квантовых амплитуд) после отжига.
Подобный подход совершенно разумен. Однако Google за-явил, что 49-кубитовый сверхпроводящий чип в холодильнике при 10 милликельвинах (создание которого обещано к концу 2017 года) сможет превзойти классические машины и таким об-разом продемонстрировать «квантовое превосходство»).
Будет ли у нас когда-нибудь квантовый компьютер? 98
Это заявление представляется некоторым преувеличением. Упомянутый чип не будет представлять собой «квантовый ком-пьютер», это будет всего лишь некоторая специфическaя кванто-вая система (которая может быть вполне интересна сама по себе).
Не вполне ясно, какая может быть практическая польза от этого. Однако такое моделирование может принести некоторое дополнительное знание о поведении больших и сложных кванто-вых систем. Другая высказанная идея состоит в том, что системы D-Wave смогут дополнить обычные классические компьютеры.
Заключение. Практическое осуществление квантового ком-пьютера основано на манипулировании на микроскопическом уровне и с грандиозной точностью многоэлементной физической системой с непрерывными степенями свободы. Очевидно, что для достаточно большой системы, квантовой или классической, эта задача становится невыполнимой, именно поэтому такие системы переходит из ведения микроскопической физики в область стати-стической физики. Представляет ли система из N = 103−105 кван-товых спинов, необходимая чтобы превзойти классический ком-пьютер в решении ограниченного числа специальных задач, до-статочно большой в этом смысле? Сможем ли мы когда-либо научиться контролировать 10300 (по меньшей мере) амплитуд, определяющих квантовое состояние такой системы?
Мой ответ — нет, никогда.
В физическом мире непрерывные величины (как например, квантовые амплитуды) не могут быть измерены или управляемы с абсолютной точностью. В духе чисто математического языка теории квантовых вычислений, я формулирую сказанное в сле-дующей форме:
Аксиома 1. Непрерывная величина не может иметь точного значения.8
Следствие. Ни одна непрерывная величина не может быть в точности равна нулю.
Для математика это может звучать абсурдно. Тем не менее, это неоспоримая реальность физического мира, в котором мы живем. Заметим, что такие дискретные величины, как число
8 Ср. примечание 3.
99 М.И. Дьяконов
студентов в аудитории или число транзисторов во включенном состоянии, может быть известно точно. В этом и состоит ги-гантская разница между классическим цифровым компьютером и гипотетическим квантовым компьютером.
Другие предположения (аксиомы), касающиеся приготовлени-ем кубитов, ключей, шумов, измерений и т. д., не могут быть выполнены точно, хотя они могли бы выполняться с некоторой ограниченной точностью. Так что реальный вопрос таков: с какой точностью должны выполняться все предположения, стоящие за теоремами, «доказывающими» реализуемость полномасштабного КК? До сих пор нет ответа на этот ключевой вопрос.
Я думаю, что несмотря небывалую активность в течение 20 лет, история квантового компьютера приближается к своему концу, потому что 20 лет — это типичное время жизни большого пузыря в науке, потому что слишком много необоснованных обещаний было дано, потому что общество устало от почти еже-дневных объявлений о новых «прорывах», поскольку все акаде-мические позиции в области квантовых вычислений уже заняты, потому что адепты квантовых вычислений стареют и становятся менее активными, в то время как молодое поколение ищет чего-то нового.
Обсужденные выше проблемы, как и другие, неупомянутые здесь, оставляют серьезные сомнения относительно дальнейшей судьбы квантового компьютера. Огромный разрыв между эле-ментарными, но при этом очень трудными экспериментами, с од-ной стороны, и крайне разработанной, но при этом довольно безответственной теорией, с другой стороны, не представляется скоро преодолимым. Кроме того, по-прежнему нет ясности с преимуществами гипотетических квантовых вычислений — стоят ли они усилий поколений исследователей и инженеров.
Беспрецедентный уровень рекламы и необоснованных обе-щаний, сопровождающий эту эпопею, служит плохим признаком, как и великое множество безответственных в большинстве пред-ложений осуществления «квантовых вычислений с помощью…».
Таким образом, перспективы квантовых вычислений пред-ставляются крайне сомнительными. Скептицизм — это нормаль-ная и здоровая позиция в науке, в отличие от религии, и дело верующих дать убедительные доказательства того, что обещан-ное чудо рано или поздно случится.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Станислав Кравченко
Сообщения: 1088
Зарегистрирован: Ср янв 23, 2008 14:47

Re: Квантовый компьютер

Номер сообщения:#15   Станислав Кравченко » Вт окт 30, 2018 21:11

история квантового компьютера приближается к своему концу
пожалуй, самая здравая мысль в этой теме.
философ

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»