Знание-сила, 2000 № 10 (880)

Однако сказанное нами по большей части представляет собой лишь мечты. Идея квантового компьютера блестяща, но реализовать ее весьма трудно. Так, первый алгоритм решения задач с нечетко поставленными условиями был опубликован еще в 1996 году. Но для его применения нужны мощные машины. А их-то у нас нет!

Еще никто не знает, сколько атомов надо соединить своего рода «телепатической» связью, чтобы квантовый компьютер впрямь заработал. Все атомы нужно идеально изолировать от внешнего мира. Даже одна-единственная молекула газа моментально разрушит это хрупкое состояние. А ведь абсолютного вакуума не существует!

Поэтому ученые радуются, когда подобное «телепатическое» состояние удается удержать на миллионную долю секунды. С двумя, тремя, четырьмя атомами такое уже получается. В опытах немецких физиков участвуют три атома. Их американские коллеги из Национального института стандартов и технологий получили 4-q-битную машину2*. Пока в лучшем случае она работает как квантовая… счетная доска.

Эффективность квантового компьютера нарастает по экспоненте в зависимости от количества q-битов. И все же лишь 20-q- или 30 q-битные машины вполне устроят ученых.

А если пойти другим путем? Некоторые специалисты предлагают использовать атомы жидкости, пребывающей под действием мощных магнитных полей и радиоволн. Вообще- то медики уже давно пользуются ядерно-спиновым резонансом, чтобы заглянуть внутрь пациента. Томограф создает картинку, поскольку резонансная частота атомов воды в организме зависит от окружающей их химической среды.

Ядерно-спи новый квантовый компьютер может иметь дело с молекулами хлороформа. Они обладают целым спектром резонансных частот, которые можно использовать как q- биты. Какое-то время подобная идея казалась перспективной. Однако сейчас ученые убедились, что таким образом не удается накопить более шести q-битов кряду. Затем вся квантовая информация стирается.

Еще одно направление поисков – полупроводниковые кристаллы, покрытые тончайшими структурами, подобно современным микросхемам. При температурах, близких к абсолютному нулю, возникают так называемые квантовые доты – крохотные островки, улавливающие отдельные электроны. Ученые надеются, что эти группки, будучи связаны друг с другом, образуют сложнейшую информационную структуру.

Сегодня квантовый компьютер находится на самой ранней стадии развития. Если сопоставить его теперешние возможности с уровнем развития его конкурентов, кремниевых компьютеров, то можно сказать, что сейчас ученые колдуют над своего рода «аналитической машиной Бэббиджа», то бишь пребывают в начале XIX века. Ведь результат, достигнутый ими, так мало отвечает истинным возможностям квантового компьютера. Тот же Бэббидж прекрасно понимал, что он открыл и какими возможностями будет обладать его аналитическая машина – первая в мире ЦВМ, придуманная еше в 1833 году. Однако построить ее он не имел никаких шансов. Эта машина была не нужна обществу. На страницах журнала «Знание – сила» Юрий Ревич так описывал несвоевременность этого компьютера: «Еще не изобретены фотография и электрические генераторы и в помине нет телефона и радио, только-только начали прокладывать первые железные дороги и телеграфные линии. На морях еше безраздельно господствует парус, а в передвижении по суше – друг человека, лошадь. А тут – ЦВМ!» Вот уж действительно Бэббидж опередил время!

Совсем не так обстоит дело с квантовым компьютером. Возможно, уже в ближайшие годы ученые поймут, как же простроить эту перспективнейшую машину. Со временем появятся квантовые компьютеры размером с пачку сигарет, чья мошь превзойдет ресурс всех компьютеров мира, вместе взятых.

Итак, «пределы роста» современной техники пока не видны. На пути к познанию ученые лишь «пересаживаются из одного транспорта в другой». В XX веке революцию в обществе совершил компьютер. На протяжении столетия мощность «вычислительной машины» возросла в миллиарды раз. В XXI веке с ней произойдут радикальные перемены. Ее потеснит новейшая, более мошная техника обработки информации, а привычный нам компьютер изрядно преобразится.

Приводимый ниже график позволит судить о перспективах, ожидающих и науку, и рядовых пользователей, привыкших к своим ПК.

Когда компьютеры станут умнее, чем человек?

По оценкам экспертов, в XXI веке появятся первые суперкомпьютеры, чья мошь наконец превзойдет возможности человеческого мозга. Направления научных исканий таковы.

Компьютер на базе ДНК

Самым распространенным видом компьютерных программ является ДНК. В каждой живой клетке протекают сложнейшие информационные процессы. Еще в 1994 году удалось выполнить простейшие счетные операции с использованием специальной ДНК-микросхемы.

Оптический процессор

Фотоны переносят информацию гораздо быстрее, чем электроны. Световые волны, по сравнению с электрическими, отличает целый ряд преимуществ. Так, два световых луча можно скрещивать, это не повлияет на их свойства. Расщепляя световой луч, можно одновременно отправлять почти бесконечное множество сигналов.