Как работают квантовые компьютеры

1. Основа работы: Кубиты и Суперпозиция
В отличие от классических компьютеров, где информация хранится в битах (0 или 1), квантовые используют кубиты.
Суперпозиция — это способность кубита находиться одновременно и в состоянии 0, и в состоянии 1 (и в любой их комбинации). Если представить классический бит как монету, которая лежит строго "орлом" или "решкой", то кубит — это монета, которая вращается в воздухе, пока на нее не посмотрят.

Система из n кубитов может обрабатывать одновременно 2^n состояний. Однако у этого есть и обратная сторона: суперпозиция хрупка. Любое взаимодействие с внешней средой (декогеренция) разрушает ее, что приводит к ошибкам вычислений.

2. "Неизученность" суперпозиции
Эта тема сложна для полного понимания. Сама суть суперпозиции противоречит макроскопическому опыту. Ученые могут блестяще ею управлять (создавать кубиты, удерживать их в ловушках, запутывать), но "почему" природа так устроена — это философский вопрос, уходящий корнями в интерпретации квантовой механики (Копенгагенская интерпретация, многомировая интерпретация и др.).

Исследователи не до конца "изучили" суперпозицию в том смысле, что не могут объяснить, как именно происходит "схлопывание" волновой функции в момент измерения (проблема измерения). Однако это не мешает им использовать математический аппарат для построения алгоритмов.

3. Как получить данные? Принцип измерения
Это самый интересный момент. Нельзя "посмотреть" на вычисление, пока оно идет, потому что любое наблюдение разрушит суперпозицию. Здесь есть важный парадокс: компьютер работает одновременно со всеми вариантами ответов, но в момент измерения получается только один случайный результат.

Чтобы извлечь полезную информацию, физики используют два принципа:

• Повторяемость: алгоритм запускают сотни или тысячи раз, получая набор вероятностных ответов.
• Квантовая интерференция: схему вычислений строят так, чтобы амплитуды вероятности неправильных ответов гасили друг друга, а правильного ответа, наоборот, усиливались.

Простыми словами: готовая формула ответа не получается. Квантовые вентили настраиваются так, чтобы в итоге при многократном измерении правильный результат выпадал с подавляющей вероятностью.

4. Самые мощные компьютеры сегодня (2026 год)
Современные квантовые компьютеры относятся к эпохе так называемых "шумных" устройств промежуточной масштабируемости (NISQ). Количество кубитов растет, но уровень ошибок (шум) пока остается высоким.

Мировые лидеры:

• Google Willow — один из самых мощных сверхпроводниковых процессоров. Главный прорыв этого чипа (105 кубитов) — он впервые продемонстрировал возможность коррекции ошибок "ниже порога" (чем больше кубитов, тем меньше ошибок, а не наоборот). В тестовой задаче случайного семплинга цепей (RCS) он решает пример за 5 минут, на который классическому суперкомпьютеру, по оценкам компании, потребовались бы триллионы лет.
• IBM Starling — сверхпроводниковый процессор. Компания активно развивает гибридные архитектуры, где квантовый процессор работает как ускоритель рядом с классическим суперкомпьютером (модель Quantum-centric Supercomputing).
• Китай (Zuchongzhi 3.0) — сверхпроводниковый процессор, конкурирующий с Google и IBM.
• IonQ Tempo и Quantinuum Helios — лидеры в области ионных ловушек (более 90–100 кубитов соответственно). Они уступают сверхпроводникам по количеству кубитов, но часто показывают более высокую точность (fidelity) операций и лучшее время когерентности.

Это сообщение отредактировал Aleku1 - 26.03.2026 - 12:18

Я оглянулся посмотреть не оглянулась ли она, чтоб посмотреть не оглянулся ли я. С вас 5 тыщ.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Всегда думал они так работают.. с вас 10 тыщь)

Размещено через приложение ЯПлакалъ

То есть квантовые компьютеры уже существуют, но еще в стадии разработки? Как моторы - уже гудят на стендах, которые еще не ставят на самолёты?
А лет через 10 всем будет счастье? Как с холодным термоядом и всякими ТОКОМАКами.
По поводу ответа на заголовок "как работают квантовые компьютеры" - я так и не понял. ДВС понимаю хорошо, а вот паровую машину и вот это не вкуриваю.

Это сообщение отредактировал knight - 26.03.2026 - 12:24

Всё пытаются доить быка, ну ничего, при должном усилии получится обязательно

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Почему квантовые компьютеры выглядят как позолоченная люстра?

Был в Советском Союзе еще один...

Похоже нам кто то голову морочит и бюджет осваивает, как с холодным ядерным синтезом.

Квантовые компьютеры никак не работают. Это штука, которая реализуется исключительно на бумаге и на которой зарабатывают учёные-теоретики. На практике это не будет реализовано никогда. Если считаете, что будет, назовите хотя бы приблизительный срок.

Есть более простое объяснение как они работают : Это магия!

т.е. косо посмотрел на него и всё, результат не верный?

все просто! вот в двух словах:

1. Подготовка (Инициализация)
Обычный компьютер подает команду квантовому процессору установить кубиты в начальное состояние (обычно «0»). Затем на кубиты воздействуют лазерами или микроволнами, переводя их в состояние суперпозиции. Теперь система содержит в себе сразу все возможные варианты решения задачи.

2. Квантовый алгоритм (Манипуляция вероятностями)
Это самый важный этап, который происходит внутри криостата (холодильника).
Вместо последовательных вычислений (как в Excel), квантовый компьютер применяет «ворота» (гейты), которые меняют фазы и амплитуды вероятностей кубитов.
Суть: Алгоритм настроен так, что неправильные ответы начинают друг друга «гасить» (разрушительная интерференция), а правильный ответ — «усиливаться» (конструктивная интерференция).
В этот момент компьютер не «знает» ответ, он просто делает правильный исход максимально вероятным.

3. Измерение (Коллапс)
В конце запуска происходит измерение. В этот миг квантовая магия исчезает: суперпозиция разрушается, и кубиты «схлопываются» в обычные 0 и 1.
Из-за вероятностной природы квантовый компьютер может выдать ошибку.
Поэтому расчет запускают несколько десятков или сотен раз.

Роль обычного компьютера
Обычный классический компьютер здесь выполняет три функции:
Управление: Посылает сигналы (импульсы), которые управляют кубитами.
Сбор данных: Считывает финальные 0 и 1 после измерения.
Статистика: Анализирует результаты всех запусков. Если 90 раз из 100 выпал один и тот же результат, классический компьютер принимает его за истинный ответ.

Итог: Квантовый процессор — это скорее «черный ящик» или математический ускоритель, который выдает готовый ответ (с высокой долей вероятности), а классический компьютер просто забирает этот результат и показывает его пользователю.

Смотрел передачу, там создатели этих компов говорили что сами не совсем понимают как они работают )

цыгане теперь будут пздт не коней а золотые квантовые компьютеры

К 2030 году учёные в Сколково сделают на базе Эльбруса

Я чёт не понял. Я, значит, спрашиваю у этого квантового калькулятора: "сколько будет 2+2?", а он мне отвечает "3,1415926535897932384626433832795028841971 с вероятностью 73,575888234288464319104754032291%", так что ли? Или "2+2=4, но это не точно"?

потому что еще не добрались до них asus, giga-byte и прочие чайнтеки.

Да, только нах квантовый компьютер для сложения 2+2?

Это сообщение отредактировал Cboloch - 26.03.2026 - 13:14

Более того, люди еще до конца не поняли что есть само электричество))
Куда им до суперпозиций))

Именно так.
Как у той блондинки, вероятность встретить мамонта, 50 на 50.
Так и тут, может быть так, а может и не быть. А может и не так. Ой всё!

Размещено через приложение ЯПлакалъ