Ученые получили первые практические подтверждения превосходства квантовых компьютеров над классическими - «Наука и технологии»

В течение достаточно долгого периода времени квантовые компьютеры были не более чем фантастической идеей, но уже сегодня эта идея очень близка к реальному воплощению благодаря тому, что правительства многих стран и руководство крупных компаний интенсивно вкладывает капитал в развитие квантовых технологий. На свете уже существуют даже коммерческие образцы "спорных" квантовых компьютеров компании D-Wave, но до последнего времени еще ни разу не было получено надежных доказательств так называемого квантового превосходства, кардинального превосходства квантовых компьютеров над классическими компьютерами при решении определенных и оптимизированных для этого вычислительных задач.

Обычные, классические компьютеры в своей работе опираются на законы классической физики. Данные, которыми оперируют эти компьютеры, представлены в виде последовательностей логических единиц и нулей. Эти логические уровни реализуются в виде наличия или отсутствия электрического заряда в активном элементе ячейки памяти, в виде открытого или закрытого состояния транзисторов, из которых состоят логические элементы, выполняющие арифметические или логические операции с данными.

Внутренняя организация квантовых компьютеров гораздо сложней организации классических компьютеров. Удивительные законы квантовой механики позволяют квантовому биту принимать значение, равное единице и нулю одновременно. Это уникальное состояние, называемое состоянием квантовой суперпозиции, позволяет квантовым компьютерам выполнять множество операций над различными данными, делая за один такт работу, на которую классическому компьютеру требуется выполнение достаточно длинной последовательности команд. И именно эта особенность квантовых компьютеров должна позволить им выполнять оптимизированные для этого алгоритмы, к примеру, алгоритм Шора (разложения числа на множители), во много раз быстрее классических компьютеров.