Изделия, производство которых было основано на знании квантовой физики, на самом деле появились раньше, чем кажется. Транзистор был изобретён в 1947-м году, лазер - в 1960-м - а это те квантовые технологии, которые легли в основу всех современных гаджетов и устройств: от телевизора до айфона, от мобильной сети до интернета.
Однако сейчас квантовые технологии развиваются совсем в другой парадигме. Так называемая "вторая квантовая революция" связана с разработкой пяти новых квантовых технологий: квантовые компьютеры, квантовые симуляторы, квантовая криптография, квантовая хронометрия, квантовые датчики. В сегодняшней статье речь пойдёт о первых двух.
Квантовые компьютеры
Наши нынешние компьютеры устроены по принципу 0 или 1 ("да" или "нет", "правда" или "ложь" ): вся информация передаётся последовательностью нулей и единиц, а один бит (т.е. минимальная единица информации) может принимать только эти два значения.
А биты в квантовых компьютерах могут находиться не только в значении 0 или 1, но и "и 0, и 1" (т.е. в состоянии суперпозиции: возможно и то, и другое - как кот Шрёдингера, который одновременно и живой, и мёртвый). И это свойство кардинально меняет принципы хранения информации: то, что в обычном компьютере занимает 1 Мб, то в квантовом компьютере сожмётся до 1 байта (т.е. в миллион раз меньше!). Естественно, это позволяет квантовым компьютерам работать с гораздо большей производительностью, чем обычным.
Квантовые симуляторы
Если говорить просто, то квантовый симулятор - это упрощённая конструкция квантового компьютера. Он необходим для изучения физики твёрдого тела и в особенности материаловедения. Почему это так важно не только для физиков-теоретиков, но и для нашей повседневной жизни? Потому что подавляющее большинство предметов, окружающих нас, создано с использованием искусственных материалов. Поиски новых способов производить материалы с нужными нам свойствами - это актуальная задача XXI века. И физики решают её с помощью квантового симулятора. Он позволяет исследовать слишком сложный объект (твёрдое тело) на основе другого, чьи свойства учёным уже известны. Как если бы вы сначала продумали макет здания, а затем предприняли на его основе стройку.
О других новейших технологиях из мира квантовой физики речь пойдёт в следующих статьях!
