Это материал изгида Квантовыйкомпьютер. Партнер
гидаАкадемияРосатома.Что это?График, на котором показан рост
различных характеристик квантовых компьютеров, который привел к
экспоненциальному увеличению производительности. Это наблюдение
получило название законМура для сверхпроводников.В 1965 году Гордон
Мур, один из основателей Intel, написал статью Cramming more
components onto integrated circuits. В ней он сделал предположение
о том, что в ближайшем будущем количество компонентов на
микросхемах, в том числе и на процессорах компьютеров, будет
удваиваться каждые два года и через 10 лет составит 65000
элементов.1Мур сделал этот прогноз не с помощью строгой
предсказательной модели скорее он просто обобщил все наметившиеся в
индустрии того времени тренды. Тем не менееон оказался прав, и
предсказанный им рост свершился. Кроме того, экспоненциальное
увеличение числа компонентов микросхем не прекратилось и в
последующие десятилетия, замедлившись лишь с наступлением
2010-х.1Изначально Мур связывал рост числа компонентов с экономией
при производстве, но затем исполнительный директор Intel Дэвид Хаус
обратил внимание на то, что параллельно числу транзисторов в
процессорах растет и производительностькомпьютеров.1Именно поэтому
закон Мура зачастую ассоциируют с вычислительной мощностьюсистем.На
рубеже XXXXI веков постепенно начал возникать совершенно новый тип
вычислительных устройств квантовые компьютеры. Самые успешные из
них на данный момент работают на сверхпроводниках микросхемах из
материалов, у которых при очень низкой температуре полностью
исчезает электрическое сопротивление и появляются свойства
диамагнетиков.Ключевая проблема квантовых компьютеров это
декогеренция кубитов, то есть потеря основными вычислительными
единицами способности к эффективной обработке информации. Тем не
менее20 лет работы по усовершенствованию кубитов принесли плоды:
в1999 году кубиты жили всего лишь 12 наносекунды, тогда как сейчас
времена когерентности составляют доли миллисекунд, что в сотни
тысяч раз больше. Вместе с этим уменьшалось и количество ошибок,
которые в силу особенностей способа обработки информации допускают
квантовые компьютеры. Сейчас оно находится на достаточно низком
уровне, и ученые уже задумываются о поиске способов коррекции этих
ошибок.Чем это интересно для науки?Сейчас компания IBM
предпринимает попытку формализовать прогресс в этом направлении.
Еюбыла разработана метрика для расчета производительности квантовых
компьютеров квантовый объем. Несколько упрощая, можно сказать, что
этот показатель представляет собой произведение числа кубитов на
число операций, которые возможно осуществить за определенный
промежуток времени. IBM поставила перед собой цель увеличивать
квантовый объем в два раза ежегодно, тем самым претендуя на
подтверждение закона Мура для сверхпроводников.1Почему это важно
знать?Ученые уже давно спорят о том, сколько осталось до того
момента, когда закон Мура перестанет действовать в отношении
классических компьютеров. Это неизбежно в силу устройства их
процессоров, ведь невозможно сделать транзистор меньше электрона.
Это значит, что потолок чистой производительности (без учета
оптимизации вычислений) для классических процессоров может быть
достигнут в обозримом будущем. Если же удастся стабильно повышать
вычислительные мощности квантовых компьютеров, то это докажет
существованиееще очень большого горизонта вычислительных
возможностей.
