Квантовий комп'ютер

Розділ 277. Квантовий комп'ютер
 

Планета Хаєрфа.
База операцій.
Після того, як штучний інтелект Нува повернула інопланетний корабель з Марса неушкодженим.
Нува та Аліса витратили значні ресурси на вивчення різноманітних передових технологій навколо космічного корабля прибульців.
Використовуючи кілька місяців часу, поєднуючи свої відкриття з технологічною інформацією, яку вони вже опанували, вони нещодавно досягли великого наукового прориву — квантовий комп’ютер.
128-кубітний квантовий комп'ютер.
Лише 128 кубітів?
Чи не було це замало?
Фактично, 128-кубіт тут має схоже значення з «бітом», як у терміні «32/64-розрядна операційна система». Це означало, що він міг працювати максимум зі 128 квантовими бітами за одну операцію.
Принаймні кілька трильйонів фотонів перебували всередині квантового комп’ютера перед Чень Джином, який був розміром приблизно з холодильник, але він міг контролювати лише до 128 квантових заплутаних частинок одночасно, виконуючи послідовні обчислення.
— Нува, Алісо, наскільки мені відомо, обчислювальна потужність квантового комп’ютера дорівнює 2 у ступені N, а N — це число, за допомогою якого кількість квантових заплутаних частинок може контролювати комп’ютер одночасно. Цей ваш квантовий комп’ютер складається зі 128 кубітів, тому його обчислювальна потужність буде 2 у ступені 128...
— Скільки буде 2 у степені 128? — Чень Джин подивився на два штучні інтелекти перед собою і запитав.
— Це дорівнює 3,4028, помноженому на 1038, що дорівнює 340,28 трильйона квадрильйонів разів, що в 340 мільйонів разів більше, ніж швидкість обчислення мене та Аліси.
Чорт забирай~
Чень Джин широко відкрив рота. — Цей крихітний пристрій еквівалентний наявності 300 мільйонів тебе та Аліси?
Квантовий комп'ютер був занадто неймовірним!
— Можна сприймати так. Квантовий комп'ютер не може повністю замінити традиційні комп'ютери. Він чудово працює в деяких унікальних областях математики, наприклад, розкладання на множники, розв’язування логарифмів, злом складних систем шифрування, побудова молекулярних моделей, фізика елементарних частинок і навіть моделювання зіткнення частинок... це дуже потужний інструмент, але не всемогутній. Не можна перебільшувати його функції.
— Але чому? Пам’ятаю, були вчені, які казали, що квантовий комп’ютер може зробити все, — був спантеличений Чень Джин.
— Це просто комерційне перебільшення.
Нува пояснила. — Це схоже на те що сталося на Хаєрфі. На ранніх етапах розвитку квантової технології все, що опускається до мікроскопічного масштабу, начебто пов’язувалося зі словом «квант», як-от квантова вода, квантове телебачення, квантовий очищувач повітря... з’явилося багато квантових продуктів, але насправді жоден із них не мав нічого спільного зі словом «квант». Це була лише концепція, створена для того, щоб викликати ажіотаж, і вона фактично не мала жодного зв’язку з реальною квантовою технологією.
— Справжня сила квантових комп’ютерів — по-перше, обробка даних, а по-друге, шифрування зв’язку. Нема чого говорити про інші аспекти.
— Ось простий приклад. Традиційний комп'ютер складається з трьох блоків: запам'ятовувальний блок, блок керування та блок обчислення. Квантові одиниці не можна зберігати, тому що вони приймають невизначену форму, стан суперпозиції 0 і 1. З іншого боку, наші дані є визначеними й тому можуть зберігатися лише у традиційних сховищах даних.
— Звичайно, ми могли б додати «модуль квантового обчислення» на основі традиційних комп’ютерів. До того часу ми зможемо назвати його «квантовим комп’ютером». Він справді буде набагато потужнішим, ніж немодифікований традиційний комп’ютер.
— Отже, і я, і Аліса тепер «квантові комп’ютери», тому що в нас обох є кілька «квантових обчислювальних модулів».
Слухаючи дещо безглузді слова Нуви, Чень Джин був приголомшений.
Квантові комп’ютери спочатку не були складною річчю. Але багато фальшивих експертів і комерційних організацій переплутали його простоту, зробивши його незрозумілим для власної вигоди. Це змусило людей сприймати квантові комп’ютери як щось неземне і навіть всемогутнє.
Не було питання про те, хто кого замінить між традиційними комп’ютерами та квантовими комп’ютерами. У них обох є свої переваги та недоліки, і вони можуть компенсувати один одного. Поява квантових комп’ютерів не призведе до занепаду, чи викорінення традиційних комп’ютерів. І те, і інше співіснуватиме, поки плине час.
Звичайно, потужність квантового комп’ютера не можна заперечувати, тому що більшість проблем у цьому світі зрештою можна вирішити за допомогою математики.
Суттю цього всесвіту була математика!
Тепер обчислювальні потужності обох штучних інтелектів Нуви та Аліси зросли в 340 мільйонів разів. Це, безсумнівно, додало б величезного поштовху до розвитку Оперативної бази та планети Хаєрфа.
Це може навіть заощадити їм величезну кількість енергії. Наприклад, після того, як Нува та Аліса об’єднали квантові обчислювальні модулі, їх споживання енергії зменшилося на 50% і більше, оскільки вони виконують найскладніші обчислення у своєму квантовому обчислювальному модулі.
Також істотно прискориться швидкість наукових досліджень у різних галузях.
Але Чень Джин був не зовсім задоволений.
— Нува, чи не 128 кубітів замало? Чому їх не можна збільшити до 256 або 512 кубітів? Чи не стане обчислювальна потужність більш... вражаючою в такий спосіб?
— 128 кубітів достатньо, господарю.
Нува пояснила. — Чим більше кубітів, тим швидше декогеренція (тобто вихід із заплутаного стану) і нижча точність виправлення помилок. 128 кубітів майже як раз. Система може бути дуже самопідтримуваною та досягати рівня виправлення помилок понад 99%, що є найкращим балансом, якого можна досягти.
— Квантові модулі в комп’ютері інопланетного корабля навіть 64-розрядні. Кристальні Мізки вважали, що 64 кубітів буде достатньо для невеликого використання. 128-кубітний квантовий комп’ютер міг би вирішити майже всі математичні проблеми... поки що вистачило б принаймні.
Чень Джин кивнув.
На цей час цього дійсно було достатньо. Якби вони виявили, що цього недостатньо, вони могли б придумати способи створення квантового комп’ютера з більшою кількістю кубітів.
За допомогою квантового комп’ютера База операцій прорвалася через вузьке місце обчислювальної потужності, що буквально перекладається як необмежена «обчислювальна потужність». Це означало, що прогрес роботи всіх їхніх проєктів покращуватиметься не по годинах.
Раптом Чень Джин щось подумав. Він пробурмотів собі під ніс. — Я пам’ятаю, що на Землі всі могутні країни зараз створюють власні квантові комп’ютери. Деякі країни досягли 10 кубітів, а деякі подолали 20. Той, хто досягне 50 кубітів, оголосить, що реалізував квантову перевагу... на цю мить найближчою країною до досягнення квантової переваги є Китай. Я чув, що ми вже подолали 39 кубітів, і тому квантова перевага вже в полі зору.
Крім того, він також виявив, що в галузі квантових комп’ютерів її розвиток на Землі здавався надзвичайно швидким і непосильним.
Однак Аліса сказала з презирством. — Така перевага — лише лабораторна перевага, вона не має великого значення. Були країни на планеті Хаєрфа, які дуже рано досягли квантової переваги, найбільше кубітів, яких вони досягли, становили навіть 198. Але через довгий час комерційні квантові комп’ютери могли обробляти лише 32 кубіти одночасно. Навіть через 200 років ніхто ще не досяг 50 кубітів... у квантових технологій справді світле майбутнє. Але досягти 64 кубітів або вище для комерційного використання дуже важко.
Поступове зростання обчислювальної потужності може навіть відставати від традиційних комп’ютерів, що призведе до того, що технологія застрягне в лабораторіях на довгий час.
— Справді?
Чень Джин був дуже вражений. Чому така багатообіцяюча технологія була заморожена на лабораторних етапах?
Попри це, він все ж вирішив побудувати «Центр досліджень і розробок квантових комп’ютерів» на Землі та намагатися реалізувати комерційні квантові комп’ютери з 50 кубітами та більше протягом одного-двох років... він отримає квантову перевагу.