Доклад на тему квантовые технологии

Обновлено: 04.05.2024

Общее понятие о квантовых технологиях, история их открытия и последствия создания. Основные сферы применения квантовых технологий. Доказано важность создания квантового компьютера. Показано пользу, которую квантовый компьютер сможет принести людям.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	03.05.2019
Размер файла	372,7 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Государственное бюджетное образовательное учреждение школа № 1284

Квантовые технологии и квантовый компьютер

Автор: Виноградов Иван,

учащийся 10-В класса

Руководитель: Праздничных Д.А.,

Изначально мы задумывались о космосе, о чём-то необъятном и пока недосягаемым. Подобные думы смотивировали нас на более глобальное мышление. Наш взор пал на нынешние проблемы и несовершенство современного окружающего мира. Таким образом мы заинтересовались квантовыми технологиями, а как следствие - квантовым компьютером - тем, что и поможет решить терзающие всё человечество проблемы.

1. Рассказать о квантовых технологиях будущего

2. Доказать важность создания квантового компьютера

3. Рассказать о пользе, которую квантовый компьютер сможет принести людям.

Вопрос о создании и существовании квантового компьютера - невероятно актуален. Хоть на данный момент не существует ни одного квантового компьютера, человечество активно ведёт его разработку, страны гоняться за правом, быть первыми владельцами квантового компьютера.

Такие компьютеры значительно упростят человеческий труд. Они будут внедрены в каждое научное направление, вызывая тем самым большой скачок в развитии этих направлений.

Применимость квантовых технологий:

Способность использования квантовых технологий практически во всех областях деятельности человека. Они позволят упростить и облегчить нашу жизнь ,совершенствуя даже самые примитивные технологии, используемые нами в повседневной жизни. Квантовые компьютеры с нескольким десятком тысяч битов смогут эффективно решать задачи, которые являются очень сложными для классических (современных) компьютеров.

Обзор предметной области.

Квантовые технологии позволят создать сверхчувствительные магнитометры, основанные на квантовых эффектах и сверхточные системы навигации, которые позволят полностью исключить необходимость водителя-человека. Квантовые сенсоры помогут разобраться в структуре синаптических связей головного мозга человека, сделав возможным лечение его болезней, а в перспективе -- искусственное сознание.

Описание и применимость работы квантовых технологий.

Учитывая невероятный потенциал квантовых технологий, будет нелишним заявить, что те, кто овладеет этой технологий в будущем, будут иметь существенное преимущество перед теми, кто не овладеет -- и касается это политики, финансов, безопасности и многих других сфер. Компании вроде Amazon, Microsoft и Intel с нетерпением ждут внедрения квантовой криптографии, поскольку опасаются, что хакеры постараются добраться до квантовых возможностей и обрушить системы безопасности этих компаний.

В то время как на рынке уже и без того много хороших лекарств, скорость с которой они производятся, а также их эффективность, на диво ограничены. Даже с новейшим приростом скорости и точности, они весьма незначительны из-за ограничений стандартных компьютеров.

С организмом, столь сложным, как человеческое тело, существует бесчисленное множество способов, которыми лекарство может реагировать на окружающую среду. Добавьте к этому безграничность генетического разнообразия на молекулярном уровне, и потенциальные исходы для неспецифических лекарственных препаратов резко начинают достигать миллиардных чисел.

И только у квантовых компьютеров будет возможность изучить каждый возможный сценарий взаимодействия с препаратом и представить не только наилучший возможный план действий, но также шансы человека на успешный прием конкретного препарата -- за счет комбинации более точного и ускоренного секвенирования ДНК и более точного понимания фолдинга белка.

Эти же самые нововведения, особенно в отношении фолдинга белков, также неизбежно приведут к лучшему пониманию того, как функционирует жизнь в целом, что впоследствии приведет к гораздо более точной трактовке, улучшению препаратов и улучшению результатов.

Также квантовые технологии смогут предоставить человечеству такие возможности как:

· Точные атомные часы и обнаружение объектов

· Картирование человеческого разума

· Поиск далеких планет

И невообразимые дотоле возможности практически во всех направлениях.

Другими словами - квантовые технологии в корни изменят нашу жизнь.

квантовый технология компьютер

Нередко люди думают, что квантовые технологии - это нечто из области невероятного и доступного только крупнейшим научным центрам. На самом деле квантовые технологии однажды уже перевернули привычную реальность: именно они подарили нам смартфоны, сверхплоские телевизоры и вообще всю современную электронику. Это была первая квантовая революция - с ней мир получил транзисторы, лазеры, интегральные микросхемы и новые виды связи (например, мобильную).

Что принесет вторая квантовая революция - нам еще предстоит выяснить, но уже понятно, что она повлияет на мироустройство не меньше, чем первая. Какие же сейчас существуют квантовые разработки, способные изменить привычные устои? Разберем некоторые из них.

История открытия квантовых технологий.

Несмотря на радикальный разрыв с прошлыми представлениями о пространстве и времени, теории Эйнштейна вскоре соединились с идеями Ньютона как часть "классической физики". Человечество вынуждено было это сделать, потому что революция научной мысли оказалась столь глубокой, что создала яркий след в истории науки: разработку теории квантовой физики.

Только к середине 1990-х годов теория квантовых компьютеров и квантовых вычислений утвердилась в качестве новой области науки. Как это часто бывает с великими идеями, сложно выделить первооткрывателя. По-видимому, первым обратил внимание на возможность разработки квантовой логики венгерский математик И. фон Нейман. Однако в то время еще не были созданы не то что квантовые, но и обычные, классические, компьютеры. А с появлением последних основные усилия ученых оказались направлены в первую очередь на поиск и разработку для них новых элементов (транзисторов, а затем и интегральных схем), а не на создание принципиально других вычислитель ных устройств.

В 1960-е годы американский физик Р. Ландауэр, работавший в корпорации IBM, пытался обратить внимание научного мира на то, что вычисления - это всегда некоторый физический процесс, а значит, невозможно понять пределы наших вычислительных возможностей, не уточнив, какой физической реализации они соответствуют. К сожалению, в то время среди ученых господствовал взгляд на вычисление как на некую абстрактную логическую процедуру, изучать которую следует математикам, а не физикам.

В 1996 году коллега Шора по работе в Lucent Technologies Л. Гровер предложил квантовый алгоритм быстрого поиска в неупорядоченной базе данных. (Пример такой базы данных - телефонная книга, в которой фамилии абонентов расположены не по алфавиту, а произвольным образом.) Задача поиска, выбора оптимального элемента среди многочисленных вариантов очень часто встречается в экономических, военных, инженерных задачах, в компьютерных играх. Алгоритм Гровера позволяет не только ускорить процесс поиска, но и увеличить примерно в два раза число параметров, учитываемых при выборе оптимума.

Реальному созданию квантовых компьютеров препятствовала, по существу, единственная серьезная проблема - ошибки, или помехи. Дело в том, что один и тот же уровень помех гораздо интенсивнее портит процесс квантовых вычислений, чем классических. Пути решения этой проблемы наметил в 1995 году П. Шор, разработав схему кодирования квантовых состояний и коррекции в них ошибок. К сожалению, тема коррекции ошибок в квантовых компьютерах так же важна, как и сложна, чтобы изложить ее в данной статье

Квантовый компьютер - принципиально новые вычислительные возможности

Летом 2017 г. основатель Российского квантового центра (РКЦ) Михаил Лукин объявил, что совместно с учеными из Гарвардского и Массачусетского технологического университетов был создан и протестирован квантовый компьютер на 51 кубит.

Кубит- это элемент с квантовым разрядом, предназначенный для хранения информации квантового компьютера. В отличие от обычного компьютерного бита, который имеет лишь два состояния - ноль или единицу - кубит может находиться в состоянии суперпозиции (может быть одновременно и нолем и единицей), не подчиняясь традиционным состояниям. По сути это оптическое устройство, состоящее из проводников, призм и зеркал, и передающее квантовую информацию.

Компьютер, созданный в РКЦ, использует передачу данных не через сверхпроводники, как это принято, а при помощи передачи холодных атомов, которые удерживаются лазерными пинцетами. Пинцеты удерживают атомы при сверхнизких температурах. В теории квантовый компьютер может оказаться настолько мощным, что станет способен применять алгоритм Шора (проще говоря, дешифровку) к криптографическим схемам с открытым ключом. Это положит начало новым принципам криптографии, но также сделает все уже существующие принципы неэффективными.

Идея о квантовых вычислениях была высказана Юрием Маниным в 1980 году.

Одна из первых моделей квантового компьютера была предложена Ричардом Фейнманом в 1981 году. Вскоре Пол Бениофф описал теоретические основы построения такого компьютера.

Также концепцию квантового компьютера в 1983 году предлагал Стивен Визнер в статье, которую он пытался опубликовать в течение более десяти лет до этого.

Необходимость в квантовом компьютере возникает тогда, когда мы пытаемся исследовать методами физики сложные многочастичные системы, подобные биологическим. Пространство квантовых состояний таких систем растет как экспонента от числа n составляющих их реальных частиц, что делает невозможным моделирование их поведения на классических компьютерах уже для n=10. Поэтому Визнер и Фейнман высказали идею построения квантового компьютера.

Подобные документы

История возникновения идеи о квантовых вычислениях. Основные понятия квантовых вычислений. Квантовые биты, вентили и алгоритмы. Основные принципы работы и реализации квантового компьютера. Алгоритмы Шора и Гровера. Квантовый компьютер на ионных ловушках.

реферат [1,8 M], добавлен 26.05.2012

Структура квантового компьютера. Несколько идей и предложений как сделать надежные и легко управляемые квантовые биты. Использование квантовых электродинамических полостей для фотонов. Системы двух одномерных квантовых каналов для электронных волн.

презентация [102,5 K], добавлен 24.05.2014

Основные направления технического развития. Что же такое нанотехнологии? Основные типы квантовых компьютеров. Область применения и проблемы создания квантовых компьютеров. Компоненты субатомного размера. Нанотехнологии в информационных технологиях.

отчет по практике [546,3 K], добавлен 06.06.2015

Нейровычислитель как устройство переработки информации на основе принципов работы естественных нейронных систем. Основные преимущества нейрокомпьютеров. Кубит как основа для работы квантового компьютера. Основные перспективы квантовых компьютеров.

курсовая работа [31,7 K], добавлен 07.01.2011

Основные понятия квантовой механики, понятия и принципы квантовых вычислений. Возможность построения квантового компьютера, и его преимущества перед "классическим". Алгоритм Гровера - квантовый алгоритм быстрого поиска в неупорядоченной базе данных.

реферат [241,0 K], добавлен 07.05.2009

Физическая реализация квантового компьютера. Вычислимые функции и разрешимые предикаты. Вероятностные алгоритмы, проверка простоты числа. Соотношение между классическим и квантовым вычислением. Базисы для квантовых схем. Универсальная квантовая схема.

курсовая работа [3,8 M], добавлен 05.04.2013

Взаимодействие человека и природы на современном этапе развития цивилизации. Наиболее яркие и перспективные направления технического развития общества. Состояние и перспективы разработки квантового компьютера, принцип его работы и сферы применения.

И не стоит забывать про квантовые сенсоры, с помощью которых появится возможность брать показания с невероятной точностью, сравнимой с размером одиночного атома, и с минимальной погрешностью. Одним словом, будущее. Наше будущее сейчас зависит от квантовых технологий, и зависит сильно, поэтому я предлагаю рассмотреть такой вопрос: на каком уровне происходит развитие квантовых технологий в РФ.

Квантовые вычисления

Квантовые вычисления – это новый класс вычислительной техники, использующие для решения задач квантовой механики. Эти устройства, на основе квантовых вычислений, могут многократно превосходить классические компьютеры при решении задач криптоанализа, моделирования сложных систем, а также машинного обучения искусственного интеллекта. По мере развития существующих квантовых компьютеров существующих квантовых компьютеров появление первых прикладных результатов можно ожидать в направлении ускорения задач машинного обучения и моделирования новых перспективных материалов.

Согласно классификации, QTRL разработки компаний в мире на данный момент соответствует уровням QTRL 4–5, т.е. в вычислительных системах данных компаний пока не решена задача реализации квантовых кодов коррекции ошибок и, соответственно, на них не могут быть в полном объеме реализованы практически значимые алгоритмы, например, такой как алгоритм Шора. В РФ на сегодняшний день реализованы прототипы квантовых компьютеров с 2 кубитами (по данным ДК ФПИ 2–10 кубитами) и квантовые симуляторы с 10–20 кубитами. Это соответствует уровню QTRL 3–4.

Ключевыми техническими характеристики квантовых вычислительных систем являются количество кубитов, реализованных в квантовом компьютере – размер квантового регистра; степень связности кубитов в регистре; точность инициализации квантового регистра; точность измерения состояний кубитов; время жизни кубитов; набор допустимых логических операций; точность реализации набора логических операций, которые могут быть выполнены над квантовым регистром.

Вычислительные же возможности квантового симулятора определяются классом систем и явлений, которые с его помощью могут быть промоделированы, а также точностью результатов моделирования. Поэтому при оценке их реализации целесообразно сравнивать не количество в них квантовых частиц, а спектр и востребованность задач, решаемых данным типом симулятора.

В России создан значительный научный задел в области квантовых вычислений, также развиваются различные элементные базы для построения квантовых компьютеров и квантовых симуляторов. Наиболее перспективным и лидирующими платформами в мире считаются три: сверхпроводящие цепочки, нейтральные атомы и ионы в ловушках (уровень развития QTRL–4–QTRL–5). Эти направления достаточно сильно развиты в России (QTRL–2–QTRL–4). Имеется задел по квантовым вычислениям с использованием фотонов и интегральной оптики, квазичастиц (поляритоны), а также ведутся поисковые исследования по примесным атомам в кремнии.

Ведутся обширные теоретические исследования в следующих областях: томография квантовых состояний и процессов, подавление ошибок в квантовых компьютерах, вариационные квантовые алгоритмы, алгоритмы квантового машинного обучения, эмуляция 7 квантовых вычислений, оптимизация квантовых операций, исследование ресурса существующих квантовых компьютеров.

Лидирующие организации

Квантовые сенсоры и метрология

Для начала рассмотрим определение квантовых сенсоров. Квантовые сенсоры - это, естественно, высокоточные измерительные приборы, основанные на квантовых эффектах. От этих сенсоров ожидается высокое пространственное и временное разрешение, что позволит повысить точность измерений в сравнении с существующими классическими сенсорами. Тем более, использование свойств суперпозиций, запутанности, сжатия квантовых состояний, в свою очередь обеспечит в перспективе максимальную возможную чувствительность измерений за счет преодоления стандартного квантового предела.

Благодаря высокой степени контроля над состоянием отдельных микроскопических систем, обеспечиваемая квантовыми технологиями, позволяет создавать квантовые сенсоры с очень высокой чувствительностью. Развитие таких технологий может дать мощный импульс сразу в некоторых областях: оборона и безопасность, навигация в космосе и беспилотных транспортов, строительство, нефтедобыча и геологоразведочные работы, медицинская диагностика и индустрия.

Квантовые сенсоры позволяют измерять множество различных физических величин с невероятной точностью, но давайте поговорим об основных характеристиках данных устройств. В общем случае ключевыми характеристиками сенсоров являются: прецизионность, чувствительность к изменению величины детектируемого сигнала, специфичность к анализируемому сигналу, пространственное и временное разрешение, динамический диапазон, рабочий диапазон, например частотный, температурный и т.д., время отклика или анализа, относительная воспроизводимость частоты, возможность многократного использования за счет регенерации детектирующей поверхности, энергопотребление; габариты и мобильность, сложность обслуживания и эксплуатации, срок службы; стоимость производства и эксплуатации.

Если говорить об уровни готовности, то в мире она составляет TRL 3-9, а в России TRL 1-5, что говорит о том, что пока в мире идет демонстрация технологий в окончательном виде, в России идет только проверка основных теологических компонентов в реальных условиях. Это показывает, что в квантовых сенсорах мы отстаем сильнее от мира, нежели в квантовых вычислениях. Однако, в настоящий момент в России существует ряд перспективных решений в области квантовой сенсорики, опирающихся на технологический задел научно-исследовательских организация и производственных компаний.

К числу таких решений, имеющих практические приложения и коммерческие перспективы, можно отнести: оптические атомные часы, гравиметры и акселерометры на атомах рубидия, гироскопы на ансамблях спинов в твердом теле, локальные сенсоры магнитного поля и температуры на основе азото–замещеной вакансии в алмазе и электрического поля – на центрах окраски, датчики электромагнитных полей на основе когерентных состояний спинов в магнитоупорядоченных средах, спинтронные сенсоры, магнитоплазменные сенсоры, твердотельные фотоумножители, спектрограф с использованием микрорезонаторов, источники и приемники одиночных фотонов. Но самой важной поддерживающей технологией является разработка дешевых лазерных модулей.

Лидирующие организации

Квантовые коммуникации

Квантовая коммуникация, это технологии, направленные на устранение угрозы информационной безопасности, в том числе со стороны квантовых компьютеров. Они включают в себе использование свойств квантовых систем для передачи ключей, и, естественно, главное преимущество — это защищенность информации, гарантированная законами физики.

Уровень готовности в мире составляет TRL–9 как в решениях точка–точка, так и в сетях с доверенным узлом. Оборудование КРК для сетей с недоверенными узлами находится на уровне лабораторного тестирования. Сегодня уровень готовности отечественных решений точка–точка можно оценить, как TRL–8. В то время, как в части квантовых сетей на основе доверенных узлов отечественные разработки квантовых сетей сильно отстают от уровня Китая и ЕС: TRL–6 против TRL–9.

Исторически динамика движения российских команд очень позитивная. В результате позднего старта только в 2016м году были представлены полевые испытания прототипов, что соответствует отставанию в 12–14 лет. За 3 года отставание по решениям точка–точка сократилось до 3–х лет. За следующие 3–4 года необходимо за время действия программы ликвидировать отставание полностью. В данной области в России имеются существенные научно–технические и технологические заделы. Функционирует несколько команд, которые демонстрируют прототипы новых решений и проводят испытания в реальных условиях. За период функционирования программы, предлагаемой в настоящей ДК, предполагается создать ряд рыночных решений для систем КРК, сертифицированных регулятором.

Актуализация угрозы квантового компьютера увеличит скорость развития рынка квантовых коммуникаций как в России, так и за рубежом. Поддержка строительства квантовых сетей сформирует сильных игроков рынка, которые создадут как магистральные сети, так и разветвленные городские.

Ключевыми характеристиками технологий квантовой коммуникацией является предельная дальность распределения секретных ключей, скорость распределения секретных ключей, степень секретности ключей, цена, требование к инфраструктуре. Но это не полноценный список характеристик, так как по итогам обсуждениям с Регулятором этот список может дополнится.

Лидирующие организации

Основные рыночные тенденции развития квантовых технологий

Давайте рассмотрим основные моменты развития квантовых технологий в мире, и то, к чему они могут нас привести.

Согласно данным Markets and Markets основными драйверами роста для рынка квантовых вычислений станет борьба с киберпреступностью, использование квантовых вычислений в автомобильной и оборонной промышленности, а также увеличение объема государственных инвестиций. В Европе, США, Китае, Великобритании, Японии, Канаде и Австралии созданы программы по развитию квантовых технологий.
Другим драйвером развития квантовых вычислений является развитие машинного обучения и искусственного интеллекта. По данным Accenture половина роста экономики развитых стран к 2035 г. будет за счет AI – это 2.5 трлн долл. в год. Если предположить, что доля применений квантовых вычислений в AI составит 20%, то соответствующий денежный эквивалент может составить до 500 млрд долл. в год.
Наряду с государственными программами поддержки, интерес к квантовым технологиям проявляют такие компании как Google, IBM, Microsoft, Intel Alibaba, Hewlett Packard Enterprise, Nokia Bell Labs, и Raytheon. В мире уже появились первые потребители квантовых технологий. К ним относятся Lockheed Martin, Airbus, Volkswagen и др.
За счет потребления меньшего количества энергии в будущем квантовые компьютеры будут дешевле в использовании, чем классические суперкомпьютеры. Энергопотребление квантовых компьютеров будет более чем в 100 раз меньше, что позволит в будущем экономить десятки миллиардов долларов в год.

Квантовые сенсоры и метрология

Одной из главных тенденцией рынка станет применение квантовой сенсорики в области медицины. В частности, их использование будет востребовано в цитологии и создании новых медицинских устройств, например, для диагностики и лечения онкологических и других заболеваний.
Еще одним из главных трендов является растущий спрос на интернет вещей, что в значительной степени стимулирует рост рынка квантовых сенсоров.
Также рост соответствующего рынка стимулирует развитие глобальных навигационных систем, которые широко используется в аэрокосмической и автомобильной отраслях для навигации.

Квантовые коммуникации

Заключение

Подведя итоги, крайне несложно догадаться как сейчас зависит наш будущий мир от квантовых технологий. А сколько амбиций от одного квантового компьютера, с помощью которого появится возможность моделировать и решать те задачи за считаные секунды, на которые тот же суперкомпьютер мог бы потратить дни. Квантовые сенсоры будут очень востребованы в медицине, ибо они позволят вывести диагностику онкологических и других заболеваний на новый уровень.

Я уже и не говорю про навигацию в совокупности с квантовыми сенсорами. Информационная безопасность тоже выйдет на новый уровень с квантовой коммуникацией, тем более, что рост доли данных, нуждающихся в защите, растет и растет. Да и экономику квантовая коммуникация не обходит стороной, ибо она позволяет быстрое внедрение облачных технологий и блокчейнов. Да что там, такими темпами и телепортация, основанная на квантовой запутанности, не за горами.

Одно расстраивает, это то, что Россия отстает в мире по квантовым технологиям. Особенно в квантовых коммуникациях и сенсоров, на 3-4 пункта, что является достаточно сильным разрывом с миром. И я надеюсь, что со временем наша страна сможет хотя бы догнать уровень развитий квантовых технологий других стран.

Как квантовые технологии могут изменить будущий облик всего мира

Что такое квантовые технологии

Открытие квантовой механики в начале XX века в конечном итоге подарило человечеству большинство технологий, которыми запомнилось то столетие: ядерное оружие, лазеры, ускорители частиц, МРТ, да и вся полупроводниковая электроника в целом — от транзисторов и светодиодов до компьютеров, мобильной связи и интернета. В основу всех этих технологий и устройств легло управление коллективными квантовыми явлениями — то есть такими, которые подразумевают взаимодействия на уровне потоков частиц, полей и различных сред.

Тот период развития физики и технологий принято называть первой квантовой революцией. К самому же концу XX века ученые научились управлять сложными квантовыми системами на уровне их самых базовых компонентов — то есть манипулировать отдельными атомами и даже элементарными частицами, например фотонами. И это открыло путь к эпохе второй квантовой революции, в самом начале которой мы сегодня живем.

Квантовые мозги

Одной из ключевых технологий, которую, как ожидается, принесет современная революция в физике, станут квантовые вычисления. Речь идет о возможности выполнять вероятностные расчеты такой сложности, которая недоступна современным суперкомпьютерам.

Это должно послужить множеству прорывов в самых разных областях — от диагностики заболеваний и разработки лекарств (благодаря точному моделированию сложнейших химических реакций и биологических процессов) до оборонной, автомобильной и космической промышленности (то же моделирование откроет путь к новым материалам, возможностям автоматического управления и многому другому), не говоря уже о фундаментальной науке.

Обеспечить такой прорыв должны квантовые компьютеры. Теоретический базис этой технологии начал закладываться в 1970-х, первые лабораторные образцы стали появляться в конце 1990-х — начале 2000-х, а сегодня такие устройства начинают находить коммерческое применение.

Традиционный современный вычислитель, тот же процессор смартфона, содержит миллиарды регистров, каждый из которых в один и тот же момент времени может находиться лишь в одном из двух состояний — либо 0, либо 1. Регистры же квантового компьютера — так называемые кубиты — находятся, если говорить грубо, в обоих состояниях одновременно, что позволяет им выполнять вычисления в миллиарды раз быстрее. В качестве кубитов используются элементарные частицы или их искусственно созданные скопления — по сути, рукотворные атомы. Носимой ими информацией выступают их квантовые характеристики — в качестве условного примера можно привести спин электрона.

Создатели квантовых компьютеров встречают две главные инженерные сложности. Первая заключаются в том, чтобы заставить кубиты стабильно сохранять когерентное состояние — то есть существовать и хранить информацию. Вторая состоит в том, чтобы обеспечить слаженное функционирование как можно большего количества кубитов одновременно. Самые совершенные квантовые компьютеры сегодня содержат десятки кубитов, тогда как для революционного прорыва в производительности их потребуется на порядки больше — от тысяч до миллионов.

Квантовая безопасность

Еще одна технология, которая готовится изменить мир,— квантовая связь. Так называют передачу информации, закодированной в квантовых состояниях элементарных частиц. Осуществляется она путем квантовой телепортации — то есть передачи информации о квантовых состояниях запутанных пар частиц. Лабораторные эксперименты по этому направлению начали проводиться в 2000-х, а сегодня ведущие научные коллективы устанавливают квантовую связь между городами.

Что такое квантовое превосходство?

Квантовая долина

Китайский связной

Правда, оба канала используются исключительно для обмена ключами шифрования, поскольку способны передавать лишь очень малые объемы информации. Связано это с тем, что из-за инженерных сложностей на значительные расстояния удается успешно пересылать лишь очень небольшое количество запутанных частиц.

Устройства, созданные на основе квантовых вычислений, могут многократно превосходить классические компьютеры при решении задач криптоанализа, моделирования сложных систем, а также машинного обучения и искусственного интеллекта. По мере развития существующих квантовых компьютеров появления первых прикладных результатов можно ожидать в направлении ускорения задач машинного обучения и моделирования новых перспективных материалов.

Сегодня КТ начинают играть все более важную роль в вопросах национальной безопасности, а также в таких стратегически важных отраслях, как информационные технологии и медицина. Квантовые технологии востребованы для дальнейшего прогресса во всех стратегических направлениях цифровой экономики, например, для развития искусственного интеллекта в долгосрочной перспективе. Несмотря на то что квантовые технологии обладают большой научной составляющей, этот факт не является препятствием для их быстрого развития и внедрения в индустрию. КТ делятся на три основных субтехнологии.

Читайте также: