Для кого-то это может показаться удивительным, но до этой недели не было убедительного доказательства того, что квантовые компьютеры имеют преимущество перед классическими компьютерами.
Впервые международная команда исследователей доказала, что квантовые компьютеры предлагают вычислительное преимущество перед классическими компьютерами. Как описано в статье в журнале Science, исследователи разработали квантовую схему, которая смогла решить математическую задачу, с которой классический компьютер не справился при одинаковых условиях теста.
Исследователи Сергей Бравый из IBM, Дэвид Госсет из университета Ватерлоо и Роберт Кёниг из Мюнхенского технического университета опубликовали доклад о превосходстве квантовых компьютеров при решении задачи Бернштейна — Вазирани.
Ученые доказали, что квантовый компьютер может решать определенные задачи, которые требуют фиксированной глубины вычислений, за фиксированное время независимо от увеличения количества исходных данных. Для сравнения, классическому компьютеру для решения таких же задач требуется увеличение глубины вычислений по мере увеличения количества вводных.
Квантовый компьютер с фиксированной низкой глубиной вычислений способен эффективнее решить такие задачи. Чтобы доказать это, ученые произвели вычисления для варианта задачи Бернштейна — Вазирани и подтвердили свою гипотезу.
Более того, ученые ответили на вопрос, почему квантовые алгоритмы превосходят любые последовательные алгоритмы: квантовые используют нелокальность квантовой физики.
Ученые считают, что использование квантовых компьютеров станет эффективным в ближайшие десять лет. Ожидается, что квантовые компьютеры совершат революцию в шифровании. Кроме того, квантовые компьютеры помогут в развитии технологий, связанных с искусственным интеллектом.
Квантовые компьютеры становятся доступны обычным пользователям благодаря инициативе компаний, готовых предоставить свои ресурсы. В начале октября 2018 г. D-Wave Systems представила новую открытую и бесплатную платформу Leap Quantum Application Environment, которая позволит любому желающему использовать мощность квантового компьютера. При этом от пользователя не требуется специальных знаний в области квантовой физики.
А недавно исследователи из QuTech в Делфте опубликовали в журнале Science обширный гид по развитию квантового интернета. В нем описано шесть фаз, начинающихся с простой кубитной сети, которая сможет предоставить безопасные квантовые коммуникации в ближайшем будущем. Разработка завершается сетями квантовых компьютеров.
Запутанность предоставляет улучшенную координацию между отдаленными точками. Это в свою очередь сильно упрощает синхронизацию часов или связь отдаленных телескопов для получения лучших изображений. Второе свойство — естественная безопасность, предоставляемая запутанностью, что является уникальным способом защиты и приватности.
Ожидается, что первые настоящие квантовые сети, предоставляющие непрерывную передачу кубитов, реализуют в ближайшие годы, предвещая расцвет крупномасштабного квантового интернета.
