Квантовые технологи, на что они способны?

Все мы слышали о квантовой физике, многие из нас слышали о квантовых компьютерах, но мало кто из людей не связанных с физикой и высокими технологиями реально представляет, что такое квантовые технологи, чем они отличаются от всех прочих и насколько они важны для научно технического прогресса.

В этой статье мы попытаемся рассказать вам о них подробнее, ведь может статься в ближайшие десятилетия они войдут в нашу жизнь значительно её изменив.

Квантовые технологи, на что они способны?

Что такое квантовые технологии

Под квантовыми технологиями традиционно понимают, такие технологии в основе работы которых лежит применении принципов квантовой механики. На сегодня в первую очередь это касается феномена квантовой запутанности.

Сегодня изучение квантовых технологий направлены на создание эффективных систем квантовых вычислении и квантовых компьютеров. А также разработка квантового шифрования и криптографии, а также практического применения квантовой телепортации.

Полный список возможных квантовых технологий и их потенциальной пользы сегодня довольно сложно представить, настолько велик их потенциал. Но даже то что мы можем уже представить на уровне практического применения поражает.

Создание сверх быстрых и мощных вычислительных систем, совершенных электронных систем защиты и систем электронного взлома. Ускорение исследований во множестве сфер и возможности мгновенной связи на любых расстояниях. И это лишь ближайшие перспективы.

Далее мы рассмотрим подробнее некоторые из технологий, которые могут появиться в ближайшие десятилетия.

Квантовый компьютер и квантовые вычисления

В чём ключевое отличие квантовых компьютеров, от обыкновенных? В другом типе используемых элементов для хранения данных. Современные компьютеры применяют в качестве таких элементов биты. Они составляют основу любого кода. Бит может находиться всего в двух состояниях 1 или 0.

В Квантовых компьютерах роль бита будет выполнять Кубит. Он способен находиться как в состоянии 0 или единицы, так и в состоянии квантовой суперпозиции. Когда он является и 0, и 1 одновременно. Это позволит значительно изменить систему вычислений. А также хранения и передачи данных.

Считается что квантовые компьютеры будут способны обрабатывать объёмы данных в тысячи раз большие и быстрее чем современные компьютеры тех же размеров и мощности. Кроме того, точность и вариативность их вычислений будет на порядки большей.

Сегодня уже существуют действующие прототипы подобных компьютеров. Но пока что они занимают большую площадь и применяются только в узкоспециализированной деятельности.

Главная причина, необходимость, поддержания сверх низких температур для работы данных компьютеров. Впрочем, в скором времени, вероятна эта проблема будет решена и подобные системы можно будет сделать куда менее объёмными и дорогими, а их эффективность повысить многократно.

Шифрование и дешифрование

Квантовые вычислительные системы, за счёт возможности проведения анализа огромных объёмов данных, позволят взламывать фактически любой существующий шифр и код. Включая даже данные крипто валют.

Впрочем, с другой стороны эта же технология позволит, создать принципиально новую систему шифрования, взломать которую по мнению современных учёных будет попросту невозможно. Так что под угрозой будут находиться лишь те, кто останется верен старым методам шифрования.

На самом деле это направление развитие квантовых технологий куда шире, но большинство более сложных способов её применения пока понятны лишь некоторым физикам и компьютерщикам, работающим в плотной с ними связке.

Сверхбыстрый анализ и возможность совершить массу открытий

Технология квантового анализа позволит, проводить моделирование образования новых химических соединений и определять их потенциальные свойства. Это позволит создать новые материалы, начиная от сверх сложных сплавов, обладающих высокой лёгкостью, прочностью и другими важными свойствами.

Новыми видами полимеров и заканчивая лекарственными препаратами. Что позволит за короткое время найти наиболее полезные и применять их в необходимых человечеству сферах.

Представьте себе возможность получить лекарства нового поколения или открыть новый тип материала идеальный для компактных и невероятно вместительных аккумуляторов? Причём возможность сделать это не за десятки лет исследований, а в течении месяцев.

Самая быстрая связь во вселенной

Квантовая запутанность, одно из наиболее загадочных явлений во вселенной. Некоторые физики даже считают это явление, доказательством существования бога или как минимум некой единой информационной сферы вселенной.

Если говорить упрощённо. То две частицы, находящиеся в квантовой запутанности, ведут себя одинаково. Любое изменение с одной частицей тут же находит такое же изменение на другой. Даже если на вторую никакая внешняя сила не могла воздействовать как на первую.

Причём расстояние между частицами при данном эффекте роли не играет. Они будут так вести себя, находясь близко друг другу и находясь в разных галактиках.

Передача данных от одной частицы к другой называется квантовой телепортацией. И именно она позволит в будущем сделать возможным дальнюю космическую связь. Ради сигнала даже от земли до марса, будет идти с довольно значительное время. Так что поговорить по видеосвязи колонистам с землянами в режиме реального времени будет проблемно. Но не в случае если использовать эффект квантовой телепортации.

Тогда сигналы будут передаваться реально мгновенно. Причём без потери каких-либо данных. И этот же эффект позволит поддерживать связь между солнечными системами, заселёнными разумными видами.

По факту это возможность создать и единый интернет для целых галактик. К слову интернет на основе квантовой телепортации будет позволить передавать огромные объёмы данных. Гигабайты, а возможно и терабайты, на любое расстояние со скоростью – мгновенно.

И это всё лишь малая часть возможностей, которые таят в себе квантовые технологии.