Развитие квантовых вычислений происходит именно в том направлении, которое ожидалось, но примерно раза в два-три медленнее, чем могло бы.

Один из квантовых компьютеров IBM Quantum System One, находится в городе Энинген (Германия), имеет 27 сверхпроводящих кубитов и используется преимущественно в научных проектах Общества содействия прикладным исследованиям имени Фраунгофера. Фото: IBM Research/Wikimedia Commons/CC BY 2.0.

— Леонид Евгеньевич, в 2001 году в «Науке и жизни», в первом номере третьего тысячелетия была опубликована ваша статья «Квантовые компьютеры», в которой вы рассказывали о принципах работы этих вычислительных устройств и о том, какие перспективы открывает их использование. Оправдались ли ваши ожидания?

— Развитие квантовых вычислений происходит именно в том направлении, которое ожидалось, но примерно раза в два-три медленнее, чем могло бы. Прогресс в области «железа» (hardware) — элементной базы квантовых компьютеров оказался не таким быстрым, как прогнозировалось, однако это отчасти компенсировано ускоренным развитием в области программного обеспечения (software). Существующие квантовые компьютеры имеют память небольшого размера, подвержены шумам, недостаточно точно исполняют команды и способны выполнить только малое число элементарных шагов в одном цикле вычислений. Но благодаря новым идеям, новым подходам, новым принципам написания программ удаётся на программном уровне уравновесить недостатки физической основы квантовых компьютеров. Разработчики квантовых алгоритмов проявляют всю свою изобретательность, чтобы использовать то, что есть сейчас.

— Чем квантовые алгоритмы отличаются от обычных?

— Чтобы это уяснить, надо понять, чем квантовый компьютер отличается от обычного компьютера классической архитектуры. Полезно рассмотреть его функционирование с разных точек зрения.

С одной стороны, можно считать, что квантовый компьютер — это расширенная версия уже привычного нам обычного компьютера. Если необходимо, он может вести себя как обычный, но при этом у него есть дополнительные возможности: запись не только классических чисел, но и сцепленных состояний в квантовую память и расширенный набор команд, к которому тоже можно прибегать, чтобы сэкономить шаги и ускорить вычисления...

Статьи по теме

• Квантовые компьютеры
• Вторая квантовая: от революции понимания к революции применения
• Квантовые точки прогресса
• Дрессировка кошек Шредингера в промышленных масштабах
• Нобелевские премии 2022 года. Квантово-запутанная премия. От невероятного эффекта до технологии

№7, 2023