The post has been translated automatically. Original language: Russian
The quantum computer: what is it and why is it needed
What is it
A quantum computer is a computing device based on the principles of quantum mechanics. Unlike conventional computers that operate with bits (0 or 1), quantum computers use qubits — they can be in a superposition of several states at once. Due to this, quantum systems are able to store and process much more information than classical bits.
Where it is useful
Modern quantum computing is already being used in:
- Quantum Chemistry and Materials Science — modeling of molecules and new materials;
- drug development — calculation of the interaction of complex molecules, inaccessible to classical machines;
- Financial calculations — portfolio optimization and risk modeling;
- cryptography — both for data protection and for analyzing the vulnerabilities of existing ciphers;
- machine learning — acceleration of model learning on certain types of tasks;
- The construction of hybrid systems involves the joint work of quantum and classical computing capacities.
Home and desktop versions
For a long time, quantum computers existed only in the form of laboratory installations. But now there are compact desktop models that can be bought and used at home or for educational purposes.
For example, the Chinese company SpinQ produces a line of desktop quantum computers.:
- Gemini Mini — 2 qubits (can emulate up to 8-qubit system), consumption about 60 watts, weight about 14 kg.
- Gemini is the same class, but more powerful, consumes about 100 watts, and weighs about 44 kg.
- Triangulum is a more advanced model.
Prices for such devices start at about $8,700, with more powerful versions costing up to $40,000-$58,000.
Such desktop models work most often using nuclear magnetic resonance (NMR) technology: special molecules are held in a magnetic field, and radio wave pulses change the state of their spins, which is used for quantum computing.
Such devices do not yet replace industrial quantum computers (there are hundreds of qubits), but they allow you to study the principles of quantum computing, program simple quantum circuits and understand how real quantum processes work — not only in the laboratory, but also on your own desk.
Квантовый компьютер: что это и зачем он нужен
Что это такое
Квантовый компьютер — вычислительное устройство, работающее на принципах квантовой механики. В отличие от обычных компьютеров, которые оперируют битами (0 или 1), квантовые компьютеры используют кубиты — они могут находиться в суперпозиции сразу нескольких состояний. За счёт этого квантовые системы способны хранить и обрабатывать гораздо больше информации, чем классические биты.
Где это полезно
Современные квантовые вычисления уже применяются в:
- квантовой химии и материаловедении — моделирование молекул и новых материалов;
- разработке лекарств — расчёт взаимодействия сложных молекул, недоступный классическим машинам;
- финансовых расчётах — оптимизация портфелей и моделирование рисков;
- криптографии — как для защиты данных, так и для анализа уязвимостей существующих шифров;
- машинном обучении — ускорение обучения моделей на определённых типах задач;
- построении гибридных систем — совместная работа квантовых и классических вычислительных мощностей.
Домашние и настольные версии
Долгое время квантовые компьютеры существовали только в виде лабораторных установок. Но сейчас появились компактные настольные модели, которые можно купить и использовать дома или в учебных целях.
Например, китайская компания SpinQ выпускает линейку настольных квантовых компьютеров:
- Gemini Mini — 2 кубита (может эмулировать до 8-кубитной системы), потребление около 60 Вт, вес около 14 кг.
- Gemini — тот же класс, но мощнее, потребление около 100 Вт, вес около 44 кг.
- Triangulum — более продвинутая модель.
Цены на такие устройства начинаются примерно от 8 700 долларов, более мощные версии стоят до 40 000–58 000 долларов.
Работают подобные настольные модели чаще всего на технологии ядерного магнитного резонанса (ЯМР): специальные молекулы удерживаются магнитным полем, а радиоволновые импульсы изменяют состояние их спинов, что и используется для квантовых вычислений.
Такие устройства пока не заменяют промышленные квантовые компьютеры (там счёт идёт на сотни кубитов), но позволяют изучать принципы квантовых вычислений, программировать простые квантовые схемы и понимать, как устроены реальные квантовые процессы — уже не только в лаборатории, а и на собственном столе.
Share
