Сенсационное сообщение пришло из лаборатории IBM. Ученым компании удалось создать работающую модель квантового компьютера — прибора, быстродействие которого на много порядков выше, чем у современных ЭВМ. Эпоха квантовых вычислителей наступит лет через двадцать, когда развитие нынешних компьютеров достигнет своего физического предела.
Группе ученых компании IBM, Стэнфордского университета и университета Калгари впервые удалось провести вычисления на модели, состоящей из пяти атомов, которые использовались как в качестве процессора, так и памяти.
Работа квантового компьютера основывается на такой характеристике электрона или атомного ядра, как спин. Состояние атома со спином "вверх" можно интерпретировать как логическую единицу, а со спином "вниз" — как логический ноль. Такая же двоичная система исчисления используется и в полупроводниковых компьютерах. Однако квантовая природа атома позволяет ему одновременно иметь спины "вверх" и "вниз", когда за ним никто не наблюдает. В этом удивительном состоянии он может представлять и "нолик", и "единичку", и любое число в промежутке между ними. Так что квантовый компьютер может складывать числа не последовательно, а в один момент. Поэтому для некоторых типов вычислений, например связанных с криптографическими алгоритмами или поиском информации, такой компьютер оказывается необычайно мощным: нескольких сотен атомов, работающих в связке, способны за один такт выполнять миллиарды операций. Принципиальную возможность такой работы и подтвердили на своей модели ученые IBM.
"На практике,— говорит руководитель исследовательской группы Исаак Чуанг,— квантовый компьютер можно с большим успехом использовать для поиска данных, например, в Интернете, для решения криптографических задач, но вот для набора текстов — вряд ли". Финансирует работы по созданию квантового компьютера Пентагон, который проявляет особый интерес к криптографии.
Мощность нынешних процессоров растет, а их размеры уменьшаются в соответствии с законом Мура, согласно которому предел совершенствования микрочипов будет достигнут примерно к 2020 году. И ученые давно уже занимаются поисками новых технологий. Квантовый компьютер, базовыми элементами которого являются атомы и молекулы,— одна из самых популярных идей: над ней активно работают в США, Японии, энтузиасты квантового компьютинга есть и в России. Эксперименты IBM, а также японской NEC показывают, что ученые на верном пути, но когда именно квантовый компьютер появится на рынке, сказать трудно. Чуанг прогнозирует, что более совершенная модель из семи-десяти атомов будет создана в течение двух лет.
ИВАН Ъ-ПЕТРОВ