1. Главная /
  2. Статьи /
  3. Квантовый компьютер с жёстким диском из ДНК. Как вам такое?

Квантовый компьютер с жёстким диском из ДНК. Как вам такое?

Статьи | 11 сентября 2019

Перевод: Командная работа

Редактура: Вероника Рис

Возможно, вы уже слышали о том, что квантовые компьютеры вскоре должны перевернуть весь мир. Учёные-физики считают, что эти устройства будут достаточно быстрыми, чтобы взломать любой метод шифрования из тех, что используют банки сегодня. Благодаря продвинутому искусственному интеллекту в квантовые компьютеры можно будет поместить полную периодическую таблицу химических элементов и все законы квантовой механики, и также они смогут разработать самый эффективный на сегодняшний день фотоэлемент.

Всё это ожидает нас в ближайшем будущем: уже в этом месяце в журнале Nature появилась статья, в которой исследователи Google отметили, что ожидают старта продаж квантовых компьютеров через пять лет, и сама компания хочет создать и протестировать 49-кубитный квантовый процессор ближе к концу этого года. Некоторые эксперты считают, что 50-кубитный компьютер может превзойти любой обычный компьютер.

Но есть одна большая проблема — изначально на квантовом компьютере нельзя сохранять или дублировать информацию. Его вычислительная мощность бесполезна, если нет возможности создать резервную копию своей работы. Можно конвертировать квантовые данные и перенести их на обычные запоминающие устройства, но все эти данные будут занимать огромный объём свободного места. Поэтому физики в поисках надёжных и максимально компактных жёстких дисков из новых материалов, в том числе из ДНК.

Квантовые компьютеры настолько мощные именно из-за плотности данных. Классический компьютер считывает, хранит и управляет только битами 1 и 0. Квантовый же компьютер использует кубиты, крошечные квантовые объекты, которые могут быть в двух состояниях — и в 1, и в 0 — одновременно, если не смотреть на них. И если управлять квантовой частицей в суперпозиции двух состояний, то можно выполнять сразу несколько задач параллельно, что ускоряет определенные вычисления в геометрической прогрессии. Это не сделает Netflix лучше, а Microsoft Excel — удобнее, но запуск алгоритмов поиска или моделирование сложных систем, таких как органические материалы и человеческий мозг, будет намного быстрее.

Но у квантовой механики свои недостатки. Ее законы разрешают суперпозицию, но при этом запрещают копирование квантовой частицы. «Это называется теоремой запрета клонирования», — говорит физик Стефани Симмонс из Университета Саймона Фрейзера в Канаде. Скажем, квантовый компьютер программирует атом на определённое квантовое состояние, которое представляет собой набор чисел. Физически невозможно, чтобы он запрограммировал другой атом на то же квантовое состояние.

Поэтому Симмонс предлагает альтернативный способ хранения квантовых данных. Во-первых, нужно преобразовать их в двоичные данные — перевести числа, описывающие квантовую суперпозицию, в простые единицы и нули. Потом нужно сохранить эти преобразованные данные в классическом формате хранения (на жёстких дисках). Сверхкомпактная информация, потому что размер каждого файла с квантовыми данными с 49-кубитного компьютера будет весить как 40 тысяч видеороликов.

По словам Симмонс, чтобы хранить настолько большой объём данных, разработчикам квантовых компьютеров нужны новые технологии хранения. Жёсткие диски недостаточно вместительны на данный момент. Один квантовый файл на твердотельном накопителе занимал бы область размером с печать.

Зарегистрируйтесь или войдите в аккаунт, чтобы прочитать полный текст.
Это бесплатно.
Войти через
Нет аккаунта? Зарегистрируйтесь