Квантові комп'ютери

Квантовий комп'ютер буде складатися з компонентів субатомного розміру і працювати по принципах квантової механіки. Квантовий світ - дуже дивне місце, у якому об'єкти можуть займати два різних положення одночасно. Але саме ця здатність і відкриває нові можливості.

Наприклад, один квантовий біт може приймати кілька значень одночасно, тобто знаходитися відразу в станах "включено", "виключено" і в перехідному стані. 32 таких біта, названих q-бітами, можуть утворити понад 4 млрд комбінацій - от можливий приклад массово-паралельного комп'ютера. Однак, щоб q-біти працювали в квантовому пристрої, вони повинні взаємодіяти між собою. Поки вченим удалося зв'язати один з одним тільки три електрони.

Уже є кілька діючих квантових компонентів - як запам'ятовуючих, так і логічних. Теоретично квантові комп'ютери можуть складатися з атомів, молекул, атомних чи часток "псевдоатомів". Останній являє собою чотири квантових осередки на кремнієвій підкладці, що утворюють квадрат, причому в кожнім такому осередку може знаходитися по електроні. Коли присутні два електрони, сили відштовхування змушують їх розміщатися по діагоналі. Одна діагональ відповідає логічному "1", а друга - "0". Ряд таких осередків може служити провідником електронів, тому що нові електрони будуть виштовхувати попередні в сусідні осередки. Комп'ютеру, побудованому з таких елементів, не буде потрібна безупинна подача енергії. Один раз занесені в нього електрони більше не залишать систему.

Теоретики затверджують, що комп'ютер, побудований на принципах квантової механіки, буде давати точні відповіді, без можливості помилки. Тому, що в основі квантових обчислень, лежать закони ймовірності, кожен q-біт насправді являє собою і "1", і "0" з різним ступенем ймовірності. У результаті дії цих законів менш ймовірні (неправильні) значення практично виключаються.

Наскільки близько ми підійшли до діючого квантового комп'ютера? Насамперед, необхідно створити елементи провідників, пам'яті і логіки. Крім того, ці прості елементи потрібно змусити взаємодіяти один з одним. Нарешті, потрібно вмонтувати вузли в повноцінні функціональні чіпи і навчитися тиражувати їх. По оцінкам учених, прототипи таких комп'ютерів можуть з'явитися вже в 2005 році, а в 2010-2020 роках повинне початися їх масове виробництво.