Смогут ли квантовые и фотонные компьютеры заменить классические ЭВМ? ( 1 фото )

Самой известной альтернативой традиционным ЭВМ сегодня считаются квантовые технологии.

И действительно в этой области достигнут заметный прогресс. Еще в 2019 году компания Google заявила о достижении так называемого квантового превосходства. "Квантовое превосходство" - маркетинговый термин, показывающий способность квантовых вычислительных устройств решать проблемы, которые классические компьютеры практически не могут решить или будут решать очень долго.

Но при этом квантовые компьютеры гораздо более восприимчивы к ошибкам, чем классические, а скептики указывают на то, что рост числа ошибок в квантовых компьютерах может происходить по экспоненте по мере роста их мощности и это является потенциальным препятствием для успешной реализации квантовых вычислений и демонстрации квантового превосходства.

Не сегодняшний день успешные примеры практической реализации квантовых технологий связаны не с квантовыми вычислениями, а с квантовой криптографией и квантовыми коммуникациями. Это действительно перспективные решения в первую очередь связанный с их уникальной защищенностью. В России развитием этой технологией занимается РЖД, и в 2021-2022 годах уже были построены участки оптической квантовой сети между Москвой и Санкт-Петербургом и Москвой и Нижним Новгородом. Общая ее протяженность составила 1147 км. В 2023 году квантовые сети должны соединить Москву, Воронеж и Ростов-на-Дону, Нижний Новгород, Арзамас и Казань, а их протяженность превысить 2500 км.

Однако в том, что касается именно квантовых вычислений прогресс намного скромнее. В последнем докладе международной ассоциации вычислительной техники (ACM) старейшей отраслевой ассоциации, объединяющей более, чем 83 тыс. инженеров, приводятся результаты сравнения возможностей процессора NVIDIA A100 с идеальным квантовым компьютером (мощностью 10000 кубит) со 100% коррекцией ошибок, который лишь возможно будет создан в течении ближайших 10 лет.

Результаты этого эксперимента показали, что даже "идеальный" квантовый компьютер не может решать целый ряд математических задач.
Квантовые алгоритмы хорошо подходят для больших вычислений с небольшим количеством данным, например, для моделирования, создания новых материалов и лекарств, но проигрывают классическим компьютерам при работе с "большими данными" и нейросетями. То есть, для двух самых востребованных задач в бизнесе и промышленности квантовый компьютер в силу своих технологических особенностей не подходит.

По мнению Президента Российской академии наук Геннадия Красникова, в ближайшее десятилетие явная альтернатива классическим микроэлектронным технологиям не просматривается, а квантовые и фотонные компьютеры смогут лишь дополнить классические, но при этом останутся нишевой технологией, предназначенной для решения отдельных задач. Однако, в качестве дополнительных узлов (вычислительных, измерительных и коммуникационных устройств), новые типы процессоров смогут повысить конкурентоспособность тех решений, в которых будут использоваться.

Материал взят: Тут