Как работают квантовые компьютеры

[ Версия для печати ]
Добавить в Telegram Добавить в Twitter Добавить в Вконтакте Добавить в Одноклассники
  [ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]
Aleku1
26.03.2026 - 12:18
Статус: Online


Шутник

Регистрация: 29.05.15
Сообщений: 78
13
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

Как работают квантовые компьютеры
 
[^]
Ddvni
26.03.2026 - 12:20
6
Статус: Online


Шутник

Регистрация: 11.04.17
Сообщений: 4
Я оглянулся посмотреть не оглянулась ли она, чтоб посмотреть не оглянулся ли я. С вас 5 тыщ.

Размещено через приложение ЯПлакалъ
 
[^]
denisiuk
26.03.2026 - 12:21
-1
Статус: Offline


Злой очкарик в ухе шарик

Регистрация: 8.11.08
Сообщений: 3328
Всегда думал они так работают.. с вас 10 тыщь)

Размещено через приложение ЯПлакалъ
 
[^]
knight
26.03.2026 - 12:23
2
Статус: Offline


Буквонаписатор

Регистрация: 23.04.08
Сообщений: 4109
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
 
[^]
Furmanoff
26.03.2026 - 12:24
2
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 8.05.11
Сообщений: 1160
Всё пытаются доить быка, ну ничего, при должном усилии получится обязательно

Размещено через приложение ЯПлакалъ
 
[^]
sharipovraus
26.03.2026 - 12:26
2
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 27.10.14
Сообщений: 10141
Почему квантовые компьютеры выглядят как позолоченная люстра?
 
[^]
TAPAKAHИЩЕ
26.03.2026 - 12:27
7
Статус: Offline


Приколист

Регистрация: 13.02.09
Сообщений: 314
Был в Советском Союзе еще один...

Как работают квантовые компьютеры
 
[^]
Krivoruchko3
26.03.2026 - 12:27
0
Статус: Online


Приколист

Регистрация: 23.06.24
Сообщений: 210
Похоже нам кто то голову морочит и бюджет осваивает, как с холодным ядерным синтезом.
 
[^]
Шустов
26.03.2026 - 12:27
-2
Статус: Online


Ярила

Регистрация: 18.10.16
Сообщений: 1096
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.
 
[^]
dockamper
26.03.2026 - 12:32
3
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 9.04.12
Сообщений: 2730
Есть более простое объяснение как они работают : Это магия!

Как работают квантовые компьютеры
 
[^]
vanonik
26.03.2026 - 12:37
2
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 2.05.12
Сообщений: 5491
т.е. косо посмотрел на него и всё, результат не верный?
 
[^]
unassigned
26.03.2026 - 12:41
3
Статус: Offline


Приколист

Регистрация: 9.06.15
Сообщений: 367
Цитата (knight @ 26.03.2026 - 12:23)
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.

все просто! вот в двух словах: lol.gif

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.
 
[^]
пластырь
26.03.2026 - 12:47
4
Статус: Offline


 

Регистрация: 8.05.11
Сообщений: 5960
Смотрел передачу, там создатели этих компов говорили что сами не совсем понимают как они работают )
 
[^]
хрюня
26.03.2026 - 12:59
1
Статус: Offline


зубы Индеборгедапкунайте

Регистрация: 23.07.08
Сообщений: 744
цыгане теперь будут пздт не коней а золотые квантовые компьютеры
 
[^]
pindejo
26.03.2026 - 13:04
0
Статус: Offline


Калобак

Регистрация: 24.09.14
Сообщений: 216
Цитата (Шустов @ 26.03.2026 - 12:27)
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.

К 2030 году учёные в Сколково сделают на базе Эльбруса
 
[^]
Peredvan
26.03.2026 - 13:09
2
Статус: Offline


dw = |Ψ|² dV

Регистрация: 13.06.22
Сообщений: 9195
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"?
 
[^]
xdeviator
26.03.2026 - 13:13
0
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 23.09.13
Сообщений: 1821
Цитата (sharipovraus @ 26.03.2026 - 12:26)
Почему квантовые компьютеры выглядят как позолоченная люстра?

потому что еще не добрались до них asus, giga-byte и прочие чайнтеки.
 
[^]
Cboloch
26.03.2026 - 13:13
1
Статус: Offline


Юморист

Регистрация: 21.05.15
Сообщений: 543
Цитата (Peredvan @ 26.03.2026 - 13:09)
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"?

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

Это сообщение отредактировал Cboloch - 26.03.2026 - 13:14
 
[^]
Gudvin646
26.03.2026 - 13:14
1
Статус: Offline


Приколист

Регистрация: 28.03.15
Сообщений: 240
Цитата
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.


Более того, люди еще до конца не поняли что есть само электричество))
Куда им до суперпозиций))
 
[^]
HeresDeorum
26.03.2026 - 13:36
0
Статус: Online


хорошо смеётся тот, у кого есть зубы

Регистрация: 16.08.12
Сообщений: 3843
Цитата (Peredvan @ 26.03.2026 - 13:09)
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"?

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
 
[^]
Понравился пост? Еще больше интересного в Телеграм-канале ЯПлакалъ!
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии. Авторизуйтесь, пожалуйста, или зарегистрируйтесь, если не зарегистрированы.
18 Пользователей читают эту тему (1 Гостей и 0 Скрытых Пользователей) Просмотры темы: 1256
17 Пользователей: a02, romazan1977, majeckslav, koshevoy, Ряха, Eclat2015, bramirka, Negodeay, tumbledsea, Yume, 2baton, sudz, dimon1968, Divang, MambaJamba, frog0907, Ferrey
[ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]


 
 



Активные темы






Наверх