Квантовый компьютер:Очередная технологическая революция?


квантовыйкомп.jpg
   Последнее время мне то и дело попадается на глаза, что квантовый компьютер то ли уже создан в недрах лабораторий и успешно работает над неким кругом задач, пока ограниченных, то ли вот-вот будет создан. Если это так, то мы на пороге очередной технологической революции с неочевидными пока последствиями. Первое, что привлекло мое внимание к теме, так это то, что часто пишут о том, что квантовый компьютер - убийца блокчейна. Почему? Потому что его фантастическая скорость работы позволит легко вскрывать RSA - шифрование и пересчитывать хэши всей цепочки, получая возможность подделать ее. А т.к. блокчейн - это технология, которая также способна произвести технологическую революцию и изменить многие привычные процессы, захотелось разобраться, две эти потенциально революционные технологии друзья или враги?
   Итак, что же мне, человеку, далекому от квантовой механики удалось понять.
   Первое, это то, что основа работы квантового компьютера это не привычные нам биты 0 или 1, а "кубиты" (квантовые биты), которые в отличие от классических битов, базирующихся на триггерах-переключателях, могут одновременно находиться в нескольких состояниях, каждое из которых характеризуется некоторой вероятностью и проявляется состояние только в процессе измерения. Это сложно осознать, но таковы принципы неопределенности квантовой механики. В качестве физической сущности кубитов могут выступать разные элементы:ядерные спины, ионы атомов в лазерных ловушках,волновые явления и т.д.
   Второе, это то, что пребывание одновременно в 2-х состояниях открывает возможности огромного числа комбинаций, и, соответственно, параллельных вычислений параллельной обработки данных.
   У квантового процессора принцип действия основан на нескольких странных свойствах атомов – суперпозиции и запутанности. Частица может находиться в двух состояниях одновременно. Однако при измерении она окажется только в одном их них. И невозможно предугадать, в каком, кроме как с позиции теории вероятности. Классические биты могут принимать значение 0 или 1. Если пропустить их строку через «логические вентили» (И, ИЛИ, НЕ и т. д.), то можно умножать числа, рисовать изображения и т. п. Кубит же может принимать значения 0, 1 или оба одновременно. Если, скажем, 2 кубита запутаны, то это делает их совершенно коррелированными. Процессор квантового типа может использовать логические вентили. Т. н. вентиль Адамара, например, помещает кубит в состояние совершенной суперпозиции. Если суперпозицию и запутанность совместить с умно расположенными квантовыми вентилями, то начинает раскрываться потенциал субатомных вычислений. 2 кубита позволяют исследовать 4 состояния: 00, 01, 10 и 11. Принцип работы квантового процессора таков, что выполнение логической операции дает возможность работать со всеми положениями сразу. И число доступных состояний равно 2 в степени количества кубитов. Так что, если сделать 50-кубитный универсальный квантовый компьютер, то теоретически можно исследовать все 1,125 квадриллиона комбинаций одновременно. - Читайте подробнее на FB.ru: http://fb.ru/article/321935/kvantovyiy-protsessor-opisanie-printsip-rabotyi, цитируемая информация отсюда. Сейчас уже есть сообщения об испытаниях 50-кубитного квантового компьютера.
   Если проводить бытовую паралель, то, например, если у нас есть пачка карандашей разной длины, как найти самый длинный карандаш?
    Вариант 1: Измерить длину каждого и потом выбрать карандаш с максимальной длиной. Так работает классический компьютер.
   Вариант 2: Не проводить измерений, а сложить все карандаши рядом, и сразу вытащить самый длинный, его просто будет видно. Так будет работать квантовый компьютер. И, кстати, так же работает и человеческий мозг. Т.е. на вход квантового процессора условно говоря, подаются все возможные варианты решения задачи и он выдает наиболее вероятный. Несколько натянутая аналогия, но тем не менее.. В применении к шифрованию и криптографии это означает, что параллельно обрабатываются все возможные варианты шифров и быстро находится решение.
   Так убьет ли это блокчейн, где криптография и шифрование наряду с децентрализацией- основа технологии? Не думаю, т.к. блокчейн-технология и криптография также не стоят на месте и бурно развиваются, и за то время, пока квантовые компьютеры еще не вошли в повседневную жизнь, найдется какое-то решение.
   Во-1х, если предположить, что со временем квантовые компьютеры повсеместно заменят классические (а ведь еще недавно и домашний компьютер казался фантастикой), на них можно будет построить децентрализованную сеть нод и просто повысится уровень сложности хэшей (эта гонка и сейчас происходит на блокчейнах, основанных на PoW-консенсусе).
   Во 2-х, сейчас бурно развиваются блокчейн-технологии на принципах "non-PoW" консенсуса.
   Ну, и наконец, в 3-х, развитие блокчейна может пойти и в таких направлениях, о которых мы пока и не подозреваем.
   Так что думаю, квантовый компьютер и блокчейн не противоречат друг другу, а наоборот, вместе дадут мощный импульс технологического развития. Ведь прорывные решения рождаются как раз на стыке технологий, как это было с тем же блокчейном (криптография + децентрализованная распределенная сеть + алгоритмы консенсуса(задача византийских генералов). А если еще вспомнить про нейросети, реализация которых на базе квантовых компьютеров может создать реальный искусственный интеллект, превосходящий человеческий, то становится одновременно и интересно, и страшно. Тут уж фантастические сценарии восстания машин кажутся не такой уж фантастикой... Ну, и, понятно, что все новейшие технологии сначала применяются в военной сфере... Поэтому отдаленные последствия, в том числе социальные, неоднозначны... Но это отдельная тема...


Комментарии 9


Чтобы читать и оставлять комментарии вам необходимо зарегистрироваться и авторизоваться на сайте.

Моя страницаНастройкиВыход
Отмена Подтверждаю
100%
Отмена Подтверждаю
Отмена Подтверждаю