Что такое квантовая: Что такое квантовая технология и зачем человечеству суперкомпьютер - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Что такое квантовая технология и зачем человечеству суперкомпьютер

Тренды

Телеканал

Pro

Инвестиции

Мероприятия

РБК+

Новая экономика

Тренды

Недвижимость

Спорт

Стиль

Национальные проекты

Город

Крипто

Дискуссионный клуб

Исследования

Кредитные рейтинги

Франшизы

Газета

Спецпроекты СПб

Конференции СПб

Спецпроекты

Проверка контрагентов

РБК Библиотека

Подкасты

ESG-индекс

Политика

Экономика

Бизнес

Технологии и медиа

Финансы

РБК КомпанииРБК Life

РБК Тренды

Фото: Unsplash

В девятом эпизоде «Азбуки современности» рассказываем, что такое квантовые технологии и какие из них уже стали реальностью

Ваш браузер не поддерживает аудиоплеер.

Чтобы не отставать от современности и не упустить новые слова, подписывайтесь на подкаст в Apple Podcasts, «Яндекс.Музыке» и на Castbox. Ставьте оценки и делитесь в комментариях словами, без которых, как вам кажется, невозможно представить коммуникацию в XXI веке.

Что такое квантовые технологии

Квантовая технология — перспективная область физики, занимающаяся изучением квантовой механики и разработкой инноваций на основе кванта — неделимой частицы, атома или фотона. Привычные для нас смартфоны и плоские телевизоры — результат изучения квантовых технологий. Сейчас этот процесс еще не окончен: у этой области большой потенциал. Самое актуальное направление разработок — создание квантового компьютера, который можно будет использовать для изучения далеких планет или проведения сверхбыстрых расчетов. Помимо этого, квантовые компьютеры — мощный инструмент вычислений, ведь они могут, к примеру, за считанные секунды разложить числа в 30–40 знаков на простые множители и открыть доступ даже к самым защищенным данным.

Какие существуют области квантовых технологий

Существует несколько областей развития квантовых технологий.

Квантовые коммуникации, занимающиеся созданием защищенных сетей связи. Кроме того, квантовые коммуникации — это потенциальная защита от атак, осуществляемых с использованием квантового компьютера.

Квантовые сенсоры — область по разработке сверхточных и чувствительных датчиков, которые можно будет применять в медицине, системах спутниковой связи и археологии.

Что из квантовых технологий уже существует

Большинство разработок на базе квантовых технологий существуют только в лабораториях. В реальности подобное можно увидеть в Китае: в 2017 году там открыли квантовую линию связи между Пекином и Шанхаем. Годом ранее в том же Китае запустили первый квантовый спутник «Мо-цзы», основная задача которого заключается в создании канала связи между Пекином и Веной. Такой мост может быть полностью защищенным от хакерских атак.

Крупные корпорации тоже тестируют квантовые технологии. Например, в Microsoft начали тестировать сервис с облачным доступом к квантовым вычислениям Azure Quantum. Час работы в Azure Quantum строит от $10 до $900.

Больше о квантовых технологиях читайте в материалах РБК Трендов:

Что надо знать о квантовых вычислениях
Да будет свет: хроника научных открытий, которые перевернули мир
Семь неожиданных фактов о квантовых компьютерах
Квантовый интернет в каждый дом: дайджест Индустрии 4.0 № 23

Обновлено 04.10.2021

Текст

Дарья Масленко

Главное в тренде

Материалы по теме

Мы попросили ChatGPT объяснить самые сложные понятия из квантовой физики. Вот что из этого вышло

Квантовая механика — один из самых сложных для понимания разделов физики. Она контринтуитивна, противоречит всему, что мы наблюдаем в реальной жизни, а еще построена исключительно на математических вычислениях. Как объяснить, что такое, например, квантовая запутанность или принцип неопределенности Гейзенберга, да еще так, чтобы сразу было понятно всем? Мы решили, что это как раз хорошая задачка для ChatGPT, о которой говорят сейчас все. Поэтому задали несколько вопросов нейросети на английском, с помощью Яндекс.Переводчика перевели ее ответы на русский (для чистоты эксперимента мы специально не редактировали получившиеся ответы), а в конце попросили физика оценить, как удалось справиться ChatGPT. Рассказываем.

К началу

Екатерина Шевырёва

Журналист

Теги

Искусственный интеллект
Нейросети
Квантовая механика
НаукаMain
ChatGPT

ChatGPT для образования: как студенты используют нейросети с пользой

31 Марта 2023
Новый переводчик Google: будут ли нейросети лучше людей?
18 Октября 2016
Джейсон Стейтем из глубинки и реальные мошенники: как работают дипфейки и как им противостоять
10 Января 2023

2023 © ITMO. NEWS Разработано Университетом ИТМО
Учредитель: Университет ИТМО
Главный редактор: Зайцева Ольга Владимировна

Правила использования контента

Адрес учредителя и редакции: 197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49

Что такое квант в физике и вычислениях?

К
Гэвин Райт
Что такое квант?
Квант (множественное число: кванта ) — наименьшая дискретная единица явления. Например, квант света — это фотон, а квант электричества — это электрон. Quantum происходит от латыни, что означает «количество» или «сколько?».
Если что-то поддается количественной оценке, то это можно измерить.
Что такое квант в физике?
Современное использование кванта в физике было введено Максом Планком в 1901 году. Он пытался объяснить излучение черного тела и то, как объекты меняют цвет после нагревания. Вместо предположения, что энергия излучалась в виде постоянной волны, он предположил, что энергия излучалась дискретными пакетами или связками. Они были названы квантами энергии . Это привело к открытию постоянной Планка, которая является фундаментальной универсальной величиной.
Постоянная Планка обозначается как ч и связывает энергию одного фотона с частотой фотона. Дальнейшие единицы были получены из постоянной Планка: планковское расстояние и планковское время, которые описывают кратчайшую значимую единицу расстояния и кратчайшую значимую единицу времени. Для чего-то меньшего принцип неопределенности Вернера Гейзенберга делает измерения бессмысленными.

Открытие квантов и квантовой природы субатомных частиц привело к революции в физике. Это стало квантовой теорией или квантовой механикой. Квантовая теория описывает поведение микроскопических частиц; Теория относительности Альберта Эйнштейна описывает поведение макроскопических вещей. Эти две теории лежат в основе современной физики. К сожалению, они имеют дело с разными областями, заставляя физиков искать так называемую единую теорию всего.

Эксперимент с двумя щелями показал, что свет ведет себя как волна и как частица.
Субатомные частицы ведут себя нелогичным образом. Один фотонный квант света может одновременно проходить через две щели в куске материала, как показано в эксперименте с двумя щелями. Кот Шрёдингера — известный мысленный эксперимент, описывающий квантовую частицу в суперпозиции, или состояние, в котором форма волны вероятности не коллапсирует. Частицы также могут стать квантово запутанными, заставляя их мгновенно взаимодействовать на расстоянии.

Что такое квант в вычислениях?
Квантовые вычисления используют природу субатомных частиц для выполнения вычислений вместо использования электрических сигналов, как в классических вычислениях. Квантовые компьютеры используют кубиты вместо двоичных битов. Программируя начальные условия кубита, квантовые вычисления могут решить проблему, когда состояние суперпозиции коллапсирует. Передний край исследований квантовых компьютеров заключается в соединении большего количества кубитов вместе, чтобы иметь возможность решать более крупные и сложные задачи.
Квантовые вычисления используют природу субатомных частиц для выполнения вычислений в качестве альтернативы электрическим сигналам, используемым в классических вычислениях.
Квантовые компьютеры могут выполнять определенные вычисления намного быстрее, чем классические компьютеры. Чтобы найти ответ на проблему, классические компьютеры должны последовательно просмотреть все варианты. Перебор всех вариантов для некоторых типов проблем может занять много времени. Квантовые компьютеры не должны пробовать каждый вариант; вместо этого они решают ответ почти мгновенно.
Некоторые проблемы, которые квантовые компьютеры могут решать быстрее, чем классические компьютеры, включают факторизацию простых чисел и задачу коммивояжера. Как только квантовые компьютеры продемонстрируют способность решать эти задачи быстрее, чем классические компьютеры, квантовое превосходство будет достигнуто.
Квантовые вычисления все еще являются новой технологией.
Факторизация простых чисел — важная функция современных криптографических систем, обеспечивающих безопасность цифровой связи. В настоящее время эксперты ожидают, что квантовые компьютеры сделают существующие криптографические системы небезопасными и устаревшими.
Различия между классической криптографией и квантовой криптографией.
Предпринимаются усилия по разработке постквантовой криптографии для создания алгоритмов, устойчивых к квантовым атакам, но все же пригодных для использования классическими компьютерами. В конце концов, полностью квантовая криптография будет доступна для квантовых компьютеров.

См. также: Таблица физических единиц и Таблица физических констант
Последнее обновление: июнь 2022 г.
Продолжить чтение о квантах
Оценка коммерческого потенциала квантового ИИ
Каково текущее состояние квантовых вычислений?
Готовы ли квантовые вычисления нарушить кибербезопасность?
Недавние достижения в области квантовых вычислений указывают на светлое будущее
Квантовые компьютеры означают, что криптография должна измениться, и скоро
разговорный AI
Разговорный ИИ — это тип искусственного интеллекта, который позволяет компьютерам понимать, обрабатывать и генерировать человеческий язык.
Сеть
граница службы безопасного доступа (SASE)
Пограничный сервис безопасного доступа, также известный как SASE и произносится как «дерзкий», представляет собой модель облачной архитектуры, объединяющую сеть и …
Протокол конфигурации сети (NETCONF)
Протокол конфигурации сети (NETCONF) — это протокол сетевого управления инженерной группы Интернета (IETF), который …
геоблокировка
Геоблокировка — это блокировка чего-либо на основе его местоположения.
Безопасность
черный список приложений (занесение приложений в черный список)
Занесение приложений в черный список — все чаще называемое занесением в черный список — представляет собой практику сетевого или компьютерного администрирования, используемую …
соковыжималка
Juice jacking — это эксплойт безопасности, в котором зараженная зарядная станция USB используется для компрометации устройств, которые к ней подключаются.
безопасность гипервизора
Безопасность гипервизора — это процесс обеспечения безопасности гипервизора (программного обеспечения, обеспечивающего виртуализацию) на протяжении…
ИТ-директор
Общепринятые принципы ведения учета (Принципы)
Общепринятые принципы ведения документации — это основа для управления записями таким образом, чтобы поддерживать …
система управления обучением (LMS)
Система управления обучением представляет собой программное приложение или веб-технологию, используемую для планирования, реализации и оценки конкретных …
Информационный век
Информационная эпоха — это идея о том, что доступ к информации и контроль над ней являются определяющими характеристиками нынешней эпохи …
HRSoftware
аутсорсинг процесса подбора персонала (RPO)
Аутсорсинг процесса найма (RPO) — это когда работодатель передает ответственность за поиск потенциальных кандидатов на работу . ..
специалист по кадрам (HR)
Специалист по персоналу — это специалист по кадрам, который выполняет повседневные обязанности по управлению талантами, сотрудникам …
жизненный цикл сотрудника
Жизненный цикл сотрудника — это модель человеческих ресурсов, которая определяет различные этапы, через которые работник проходит в …
Служба поддержки клиентов
входящий маркетинг
Входящий маркетинг — это стратегия, направленная на привлечение клиентов или лидов с помощью созданного компанией интернет-контента, тем самым …
маркетинг на основе учетных записей (ABM)
Маркетинг, основанный на учетных записях (ABM), представляет собой стратегию B2B, которая концентрирует ресурсы продаж и маркетинга на целевом …
речевая аналитика
Речевая аналитика — это процесс анализа голосовых записей или звонков клиентов в реальном времени в контакт-центры с распознаванием речи . ..
Квант | Определение и факты
Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история
В этот день в истории
Викторины
Подкасты
Словарь
Биографии
Резюме
Популярные вопросы
Инфографика
Демистификация
Списки
#WTFact
Компаньоны
Галереи изображений
Прожектор
Форум
Один хороший факт
Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история
Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
Demystified Videos
В Demystified Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
#WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, правительство, литература и т. д.
Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.