Квантові комп'ютери, розробка яких досить інтенсивно ведеться останнім часом, ще не скоро ввійдуть у широкий вжиток, цей момент від сьогодення відокремлює ще багато років. Незважаючи на це деякі групи вчених-теоретиків вже зараз розробляють алгоритми і програми, які можуть бути виконані лише квантовими комп'ютерами. І одним із таких алгоритмів є алгоритм, який моделює всі можливі взаємодії та ефекти, що відбуваються при зіткненні двох елементарних часток, те, для чого у наш час застосовуються величезні та неймовірно дорогі прискорювачі частинок, наприклад, Великий адронний колайдер (ВАК).

Створення реальних квантових комп'ютерів передбачає наявність у розпорядженні людей технологій, які поки ще не розроблені або знаходяться у стадії наукових експериментів. Але квантові комп'ютери, які рано чи пізно все-таки з'являться, зможуть забезпечити такий рівень обчислювальної потужності, до якого дуже далеко навіть наймогутнішим сучасним суперкомп'ютерам.

Основою роботи квантових комп'ютерів будуть кубіти (квантові біти) їхнього процесора, які будуть працювати за допомогою законів квантової механіки, які, у свою чергу, визначають поведінку субатомних частинок. Ці закони дозволять кубітам знаходитись одночасно у кількох квантових станах, що дозволить з їхньою допомогою прораховувати відразу всі можливі рішення завдання. Ця здатність, недоступна для традиційних комп'ютерів, дозволить квантовим комп'ютерам швидко і ефективно вирішувати ресурсномісткі обчислювальні завдання, такі як злом криптостійких шифрів і розрахунок неймовірно складних математичних моделей.

"У нас є теоретична модель майбутнього квантового комп'ютера. Знаючи її, ми вже зараз можемо скласти математичну модель, що описує найбільш складні процеси, що відбуваються у природі, яка буде розраховуватися з максимальною ефективністю лише на квантовому комп'ютері" - розповідає Стівен Джордан, вчений-теоретик із підрозділу прикладної та обчислювальної математики Національного Інституту Стандартів і Технологій (National Institute of Standards and Technology, NIST). - "Прямо зараз ми вже можемо створити математичні моделі зіткнень частинок, модель процесів Великого Вибуху та зародження Всесвіту. Але виконати їхні розрахунки і довідатися те, чого можна очікувати далі, ми зможемо тільки після створення справжніх квантових комп'ютерів".

Використовуючи теоретичну модель квантового комп'ютера, вчені створили алгоритм, який буде виконуватися на будь-якому майбутньому квантовому комп'ютері, незалежно від його архітектури і реалізації. Універсальність алгоритму полягає у можливості створення моделі ситуації зіткнень і взаємодій ядер великої кількості хімічних елементів. Неважко здогадатися, що таке просто неможливе з використанням технологій, якими володіє людство у наш час. Для того, щоб реалізувати таке на звичайних комп'ютерах, потрібен був би комп'ютер із нескінченно великим обсягом оперативної пам'яті, але вчені, що розробили квантовий алгоритм, описали інформацію у вигляді квантових станів безлічі квантових бітів, що дозволило "вписати" поставлене завдання у розумні межі.

"Математичне моделювання має ряд привабливих можливостей. Для Вас не буде проблемою збільшити складність завдання, наприклад, збільшивши енергію частинок і зіткнень, те, для чого на сучасних прискорювачах частинок проводять надзвичайно дорогі модернізації. Використовуючи розроблені нами методи надання інформації та математичних розрахунків, можна буде створювати будь-які математичні моделі, що вписуються у закони Стандартної фізичної моделі. Це означає, що квантові комп'ютери зможуть зробити непотрібними прискорювачі частинок та інші дорогі наукові інструменти й установки".

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: dailytechinfo.org