В последнее время люди из сфер в которых успех зависит напрямую от надежности защиты информации опасаются мощнейшего оружия всех времен – квантового компьютера. В недалеком будущем он лишит сна ученых, военных, банкиров. Если на сегодняшний день самыми устойчивыми против взлома считаются шифры, основанные на разбиении большого числа на множители, то уже скоро всему ученому обществу мира придется искать новый способ уберечь свои данные. Можно только представить себе, что случится с миром, если военные разработки попадут в руки террористов. Взлом шифра основанного на системе разбиения трехсот разрядного числа на множители у простого компьютера заняло бы 13 миллиардов лет непрерывной работы, что для квантового компьютера составит всего-навсего несколько недель.
Но не только криптография рассчитывает на создание этой мощной машины, ведь такой компьютер поистине встряхнет мир и сдвинет всю систему из оси своей. Ведущие специалисты из области квантовых вычислений видят в нем больший потенциал. К примеру, открываются уникальные возможности для быстрого поиска в базах данных, моделировании физических процессов на микро-уровне и даже создании искусственного интеллекта. Людям, вкладывающим свои миллиарды в традиционные компьютеры есть над чем задуматься, не правда ли? Ведь кто первым освоит новые технологии, тот и положит перед собой на коленки весь мир, а сегодняшняя компьютерная революция будет не более чем историческим наброском на пути к по истине, огромному шагу в будущее.
Несомненно, будущее велико! Даже скромный квантовый компьютер с малым количеством кубитов (квантовых битов) способен решать великие научные проблемы. Например, будет возможным провидение «измерений Белла», которые в последствии смогут быть использованы в сфере квантовой телепортации. Не исключено то, что 100-кубитного компьютера хватит, дабы сделать его инструментом шумовой криптографической связи. Возможным кажется и создание пары Энштейна-Подольского-Розена в качестве приложения, что также позволит сделать эксперименты для проверки квантовой теории.
Следует отметить успехи прошлого века в сфере квантовой компьютеризации. Среди ведущих ученых, воплощающих мечту в реальность Айзек Чуанга из исследовательского центра IBM Almaden. В 1998 году под его руководством команде научных сотрудников удалось создать первый в мире 2-кубитовый квантовый компьютер. В следующем году вышел 3-кубитовый образец. Ученые даже и не думали на этом останавливаться, поэтому они создали 7-кубитовый компьютер из специально изготовленных миллиарда миллиардов молекул и благодаря алгоритму Шора смогли решить на нем простую математическую проблему из области криптографии и защиты данных.
Принцип роботы этого компьютера сложен и непостижим для большинства, так, как квантовые свойства атомов и элементарных частиц до конца не изучены. В частности, компьютер может быть основан на свойствах электронов, спинов, атомных ядер. Почти аналогично принципу работы традиционного транзистора, в котором 0 и 1 есть открытое и закрытое состояние, в квантовом компьютере, когда спин частицы будут расположены вдоль заданного направления, атом будет равен 1, а направление вниз (обратное) будет равно 0. Прелестным этот компьютер делает тот факт, что даже будучи изолированными, квантовые частицы непременно будут зависеть друг от друга. Если сравнивать с обычным ПК, то здесь нет никакой связи между битами, а значит и производительность его на минимуме. С кубитами все наоборот – вызови ты, какую ни будь реакцию у одной частицы и другие обязательно отзовутся. Такая взаимосвязь приводит к квантовому параллелизму вычислений, что дает феноменальную производительность компьютеру будущего.
