Наверняка вы читали о телепортации, когда персонажи исчезают в одном месте и материализуются в другом. Оказывается, это уже не фантастика! Правда, пока речь идет не о людях, а о данных.
Обычные компьютеры работают с битами – нулями и единицами, квантовые же используют кубиты, которые благодаря законам квантовой физики могут быть и нулем, и единицей одновременно. Это как монетка, вращающаяся в воздухе: пока не упадет, вы не знаете, орел или решка. Благодаря такой "неопределенности" квантовый компьютер решает задачи в разы быстрее. Но есть проблема: ему нужно обрабатывать миллионы кубитов.
Ученые из Оксфорда совершили настоящий прорыв, "телепортировав" квантовые логические вентили (базовые элементы алгоритмов) между двумя процессорами на расстоянии двух метров. Что это значит для будущего?
Невидимая нить
Оксфордские ученые использовали частицы света – фотоны – для создания квантовой связи между двумя модулями. Это похоже на невидимую нить, позволяющую процессорам обмениваться информацией мгновенно, даже на расстоянии.
Секрет заключается в квантовой запутанности: когда два фотона "спутываются", изменение состояния одного мгновенно влияет на другого, где бы он ни был. С их помощью исследователи создали общее квантовое состояние между модулями, что позволило им выполнять операции удаленно. В результате два процессора работали как один.
Первый шаг к квантовому интернету
Главным достижением стало выполнение алгоритма Гровера – квантового метода поиска в неупорядоченных базах данных. Успешность выполнения составила 71%, что, конечно, не идеально, но уже впечатляет для такого сложного эксперимента. Главное, это доказывает: распределенные квантовые системы возможны.
"Это как собрать пазл из разбросанных по миру кусочков, теперь мы можем "связать" отдельные компьютеры в единую сеть", – говорит Дугал Мейн, руководитель исследования. В будущем вместо гигантского квантового суперкомпьютера будет множество небольших устройств, соединенных через "телепорт". Такая сеть станет основой для квантового интернета, где данные будут передаваться с абсолютной безопасностью. Взломать их невозможно, потому что любое вмешательство разрушит хрупкие квантовые состояния.
Что это значит для нас
Пока рано ждать квантовый ноутбук в каждом доме. Но можно сказать точно, что медицинские исследования, криптография, климатическое моделирование и невозможные ранее технологии – все это получит ускорение.
Пока ученые учатся "сшивать" квантовые устройства, мы можем только гадать, как это изменит мир. Одно ясно: эпоха, когда компьютеры размером с комнату превратятся в сеть из умных модулей, ближе, чем кажется. Это уже первый шаг к технологиям, которые еще вчера были лишь в книгах фантастов.
Остается вопрос: как скоро мы увидим квантовый интернет? Ученые, осторожные в прогнозах, говорят, что только через несколько десятилетий. Но если вспомнить, что в 90-х интернет был диковинкой для избранных, то уже сегодня можно представить мир, где "телепорт" данных станет обычной вещью, как Wi-Fi или смартфоны.
