И почему вы не сможете иметь его дома в ближайшее время
Люди давно предполагали, что квантовые компьютеры — это будущее вычислительных технологий. Квантовые компьютеры способны существовать в нескольких состояниях одновременно, в отличие от бинарных компьютеров, которые могут находиться только в одном из двух состояний. Бинарный код (0 и 1) построен на основе того, что компьютеры используют логику, требующую, чтобы входные данные были либо одним, либо другим. Квантовые компьютеры могут быть одновременно и 0, и 1, что позволяет им выполнять задачи, недоступные обычным компьютерам.
Хотя в области квантовых вычислений (и квантовой физики в целом) были сделаны значительные достижения, вероятно, вы никогда не сможете приобрести квантовый компьютер для личного использования. Это потому, что квантовые компьютеры, как известно немногим, должны содержаться в огромных морозильниках.
Квантовые компьютеры используют кубиты (квантовые биты), которые могут одновременно находиться в состоянии 0 и 1. Но эти кубиты чрезвычайно чувствительны к температуре. Для того чтобы компьютеры функционировали корректно, их необходимо содержать при экстремально низких температурах. Речь идет не о том, чтобы засунуть компьютер в морозильник на вашей кухне. Эти компьютеры должны находиться при температуре, близкой к абсолютному нулю, самой низкой возможной температуре.
Физики приложили огромные усилия, чтобы обеспечить поддержание температуры в квантовых компьютерах на уровне 1 Кельвина, всего на одну единицу выше абсолютного нуля. Это достигается с помощью специализированных морозильников, которые поддерживают невероятно низкие температуры.
Даже малейшие колебания тепловой энергии могут нарушить работу кубита, поэтому для максимальной эффективности компьютеры должны находиться в среде с нулевой тепловой энергией. Температурные условия для квантовых компьютеров на самом деле холоднее, чем в космосе. Температура в космосе составляет в среднем 3 Кельвина, что на два Кельвина теплее, чем требуется для работы квантовых компьютеров.
Разница всего в один Кельвин может значительно снизить эффективность квантовых вычислений.
Как вы можете себе представить, создание среды с температурой, близкой к абсолютному нулю, невероятно сложно. Наш мир полон тепловой энергии, и все на Земле стремится к нагреванию. Самая низкая температура, зарегистрированная на Земле, составляла -128°F, что на 300 градусов теплее абсолютного нуля (-459.67°F). Создание и поддержание абсолютного нуля требует огромного количества энергии, специализированного оборудования и невероятного внимания к деталям. Именно поэтому квантовые компьютеры находятся только в специализированных лабораториях, где за ними ухаживают специалисты с многочисленными степенями и большим количеством защитного оборудования.
Хотя основы квантовой физики зачастую ускользают от понимания среднестатистического человека, мало кто осознает, что для работы квантовым компьютерам требуются такие низкие температуры. Если попытаться запустить квантовый компьютер при обычной температуре, система просто не будет работать. Она выдаст неправильные результаты из-за воздействия тепловой энергии на кубиты.
Поэтому, пока люди не смогут поддерживать мощные морозильные установки, охлаждающие до температур, ниже чем в космосе, они будут довольствоваться проверенной бинарной вычислительной техникой.
Если вам нравится читать статьи на нашем канале и вы хотите помочь в его развитии, вы можете поддержать канал донатом:
https://www.donationalerts.com/r/blessedmma