В 2024 году команда ученых из Физического института им. П. Н. Лебедева и Российского квантового центра создала 50-кубитный квантовый компьютер, который на данный момент является самым мощным квантовым компьютером в России на ионной платформе.
Однако вопрос о том, является ли 50 кубитов достаточным количеством, требует дальнейшего анализа. Квантовые компьютеры превосходят классические благодаря своей способности обрабатывать информацию с использованием кубитов.
Кубиты могут находиться одновременно в нескольких состояниях благодаря суперпозиции, что дает им возможность выполнять сложные вычисления быстрее, чем классические биты, работающие только с нулями и единицами.
Различия между ионной платформой и другими перспективными платформами заключаются в способах реализации кубитов и управлении ими. Например, ионные кубиты используют данные о состоянии ионов, удерживаемых в электромагнитных полях, что позволяет достигать высокой точности в квантовых операциях.
В разговоре участники, среди которых кандидат физико-математических наук Илья Заливако и научный сотрудник Александр Борисенко, обсудили преимущества и особенности квантовых технологий, что позволяет более глубоко понять важность разработок в этой области и их влияние на будущее вычислений.
Кубиты в квантовых компьютерах способны находиться не только в состояниях 0 и 1, но и в суперпозиционных состояниях, что позволяет им одновременно быть и 0, и 1.
При программировании квантового компьютера мы задаём алгоритмы для работы с кубитами. Вопрос заключается в том, какие операции можно выполнять на этих устройствах и возможно ли решать базовые задачи, характерные для обычных компьютеров.
Хотя кубит можно рассматривать как расширенный бит, использование больших количеств кубитов для выполнения классических вычислений обычно нецелесообразно. Чтобы извлечь выгоду из уникальных свойств кубитов, таких как квантовая запутанность и суперпозиция, необходимо разрабатывать специализированные алгоритмы.
Классические вычисления неэффективны на квантовых компьютерах и не приносят значительных преимуществ. Для запуска квантовых вычислений учёные уже разработали множество задач, идеально подходящих для таких машин.
Понятие «квантового превосходства» возникает, когда ни один классический алгоритм не может превзойти квантовый по эффективности. Однако для достижения этого требуется значительно увеличить количество кубитов.
На текущий момент, обладая относительно небольшим числом кубитов, мы можем лишь исследовать и разрабатывать малокубитные алгоритмы с новыми подходами.
Квантовые компьютеры лучше всего подходят для тех задач, где отсутствуют эффективные алгоритмы на классических системах. Например, если необходимо лишь перемножить числа, то это успешно сделает обычный компьютер, который более доступен и дешев.
В то же время, задача разложения больших чисел на множители требует больше вычислительных ресурсов, и здесь потенциальные преимущества квантового компьютера могут быть весьма значительными.
