Сервис Azure Quantum.

       Источник изображения: industry-hunter.com

       В понедельник Microroft сообщила о начале эксплуатации сервиса Azure Quantum – облачного сервиса для квантовых вычислений.

       Кроме возможности экспериментировать с квантовым компьютером Azure Quantum предоставляет сервис для решения практических задач – в качестве примера таковых в сообщении Microsoft приводится оптимизация грузоперевозок и борьба с раком.

       Технологии и оборудование для квантовых вычислений, доступные пользователю Azure Quantum, предоставлены самой Microft, а также 1QBit, Тoshiba, Honeywell Quantum Solutions, IonQ, Quantum Circuits.

       Напомним, что в июле 2019 правительство РФ и крупные российские компании подписали соглашения о развитии цифровых технологий. Каждая технология получила ？куратора？ из числа крупных компаний с государственным участием: Сбербанк стал ответственен за искусственный интеллект, Ростех – за квантовые сенсоры (микроскопические сенсоры, способные реагировать на изменения внешней среды, недоступные для наблюдения никаким нынешним оборудованием – ред.), блокчейн и Интернет вещей, ？Ростелеком？ и Ростех – за технологии связи 5G, Росатом – за квантовые вычисления, РЖД – за квантовые коммуникации.

       Квантовые вычисления и квантовые коммуникации

       Квантовый компьютер использует привычную вычислительным машинам двоичную систему счисления, ？внутри？ у него только нули и единицы. Однако термин ？кубит？ (q-bit, ？бит？ квантового компьютера) принципиально отличен от бита: про состояние кубита в каждый момент времени нельзя сказать, что он хранит, ноль или единицу. Чтобы выяснить это, надо ？снять？ данные — открыть коробку с котом Шредингера и понять, жив кубит (？1？) или мертв (？0？).

       Аналогию ？кубит как кот Шредингера？ можно (и нужно) заменить несколько более сложной, хотя тоже примитивной, аналогией ？кубит как электронное облако？ – т.е. сфера, в каждой точке которой может находиться размазанный по орбите электрон. Эту сферу мысленно разрезаем пополам, чтобы ？выловить？ электрон в одной из двух получившихся полусфер. Практический смысл для конструктора квантового компьютера состоит в следующем: если электрон в одной полусфере, значит, кубит на момент снятия информации находится в состоянии ？1？, если в другой — ？0？. До этого кубит находится в так называемой суперпозиции: оба его возможных состояния смешаны (однако сумма вероятностей состояний всегда равна 1). Едва измерение состояние кубита произошло — всё кончено, как в детской игре ？Замри!？ Информация о предыдущей ？жизни？ кубита разрушается, как коробка, в которой сидел кот Шредингера.

       Квантовые вычисления обеспечиваются возможностью зафиксировать взаимосвязь регистра (совокупности) кубитов, находящихся в суперпозиции. Кубиты можно ввести в так называемое запутанное (общее, единое) состояние, когда измерение одного кубита фиксирует не только его состояние (это состояние не определяется, напомним, выбором между ？0？ и ？1？, запутанность регистра кубитов хранит несопоставимо более богатый набор возможностей), но и состояние всех кубитов в регистре. Если N кубитов в регистре запутаны, тогда одной операцией квантовый компьютер может сразу, одновременно, обработать 2 в степени N бит данных.

       Это даёт, во-первых, грандиозный рост размерности обрабатываемых данных: при N=50 регистр запутанных кубитов эквивалентен по объёму хранимых данных 10 в 18-й степени бит. Во-вторых, становятся доступны некоторые задачи, недостижимые для классических компьютеров и имеющие важнейшее прикладное значение (например, преодоление криптозщиты).

       Функция квантовых коммуникаций (технологически они самостоятельны по отношению к квантовым вычислениям, это совсем другая технология) состоит в обеспечении абсолютно защищённых линий связи. В отличие от квантовых вычислений, технологии квантовых коммуникаций уже готовы к практическому применению.