Նորաձև քվանտայնություն, քվանտային համակարգիչներ և երկրորդ քվանտային հեղափոխություն. Հարցազրույց Հրանտ Ղարիբյանի հետ

Ամեն օր օգտագործվող համակարգիչները, նույնիսկ ամենահզոր սուպերհամակարգիչները, ընդամենը սարքեր են, որոնք աշխատում են դասական ֆիզիկայի օրենքներով: Նրանք գործում են բիթերով՝ մեկերով և զրոներով, և գերազանց կերպով կատարում են առօրյա խնդիրների մեծ մասը: Սակայն դասական համակարգիչներն ունեն իրենց սահմանները. որոշ հաշվարկներ նրանց համար անհնարին են, նույնիսկ եթե նրանց տրվի միլիոնավոր տարիներ: Հենց այստեղ բեմ են դուրս գալիս քվանտային համակարգիչները:

Բայց որտե՞ղ է գտնվում մարդկությունը լիարժեք քվանտային հաշվարկների ճանապարհին: Որքանո՞վ են հզոր արդեն գոյություն ունեցող քվանտային համակարգիչները, և ի՞նչ կարելի է ակնկալել նրանցից ապագայում: Այս հարցերին «Բա իմացա՞ր» ծրագրում պատասխանել է ֆիզիկոս, BLUEQUBIT ստարտափի համահիմնադիր Հրանտ Ղարիբյանը:

Գիտության և տեխնոլոգիաների մասին հարցազրույցների շարքի գործընկեր՝ Team Telecom Armenia:

«Քվանտայնություն»՝ նորաձև երևույթ

Շատ ֆիլմերում և գրքերում կարելի է հանդիպել քվանտային տեխնոլոգիաների մասին հիշատակումներ: Երբեմն դրանց հիմքում ընկած են իրական գիտական սկզբունքներ, բայց հաճախ խոսքը գնում է ֆանտաստիկայի մասին, որտեղ քվանտային ֆիզիկան վերածվում է մի տեսակ մոգության՝ առեղծվածներով, զուգահեռ աշխարհներով և ժամանակային օղակներով: Սակայն, Հրանտ Ղարիբյանի կարծիքով, սա խնդիր չէ, այլ ավելի շուտ դրական միտում. նույնիսկ գեղարվեստական չափազանցությունները նպաստում են գիտության ժողովրդականացմանը և քվանտային հետազոտությունների նկատմամբ հետաքրքրության բարձրացմանը:

Իրականում աշխարհում շատ բան կարելի է անվանել «քվանտային»: Օրինակ, նոր նյութերի հայտնաբերումը կամ ֆիզիկական հիմնարար գործընթացների ուսումնասիրությունը կապված են քվանտային էֆեկտների հետ: Բայց կարևոր է հասկանալ, որ նման երևույթները ուղղակի կապ չունեն քվանտային համակարգիչների հետ: Դրանք պարզապես քվանտային ֆիզիկայի օրենքների դրսևորումներ են, որոնք հիմք են ծառայում ժամանակակից տեխնոլոգիական աշխարհի համար:

«Քվանտային էֆեկտները այն են, ինչի շնորհիվ մենք ապրում ենք այն աշխարհում, որտեղ ապրում ենք, — բացատրում է Ղարիբյանը: — Ժամանակակից հեռուստացույցները, կիսահաղորդչային չիպերը, կատարելագործված պրոցեսորները՝ այս ամենը հնարավոր է դարձել քվանտային ֆիզիկայի ձեռքբերումների շնորհիվ: Սկզբում հայտնագործվեցին տրանզիստորները, հետո՝ կենտրոնական պրոցեսորները (CPU), ապա գրաֆիկական պրոցեսորները (GPU), իսկ այժմ՝ արհեստական բանականության տեխնոլոգիաները: Այս ամենը հիմնված է քվանտային մեխանիկայի հիմնարար հայտնագործությունների վրա»:

Երկրորդ քվանտային հեղափոխություն

Ղարիբյանը վստահ է, որ մարդկությունը մոտեցել է երկրորդ քվանտային հեղափոխության անհրաժեշտությանը: «Առաջին քվանտային հեղափոխությունը մեզ տվեց բազմաթիվ տեխնոլոգիաներ, որոնք մենք օգտագործում ենք մինչ օրս: Օրինակ, միջուկային ֆիզիկան, ատոմային էներգետիկան՝ այս ամենը հիմնված է քվանտային օրենքների վրա: Նույնիսկ ժամանակակից պրոցեսորները՝ CPU, GPU, որոշակիորեն հենվում են այդ սկզբունքների վրա: Բայց այսօր մենք հասել ենք սահմանագծին, որից այն կողմ սկսվում է երկրորդ քվանտային հեղափոխությունը», — նշել է նա:

Բացատրելով ընթացիկ գործընթացների էությունը՝ նա ընդգծել է. «Մենք անընդհատ փոքրացնում ենք չիպերը, դարձնում դրանք ավելի կոմպակտ: Եվ երբ դրանց չափերը դառնում են նանոմետրային, սկսում են գործել ոչ թե դասական, այլ քվանտային օրենքներ: Իսկ եթե այդպես է, ապա հաշվարկները նույնպես պետք է կառուցվեն այդ օրենքների հիման վրա»:

Սա ամբողջովին այլ մոտեցում է, բացատրում է գիտնականը. փոխվում են ալգորիթմները, հաշվարկների մեթոդները, հաշվարկային համակարգի տրամաբանությունը:

«Մենք դրան հասել ենք բնական ճանապարհով. չիպերը դարձնելով ավելի փոքր և արդյունավետ՝ մենք հասել ենք այն մասշտաբներին, որտեղ գործում են բնության քվանտային օրենքները: Եվ այժմ պետք է հասկանալ, թե ինչ հաշվարկներ կարելի է անել այդ պայմաններում և ինչպես է դա կառուցված», — նշել է նա:

Քվանտային համակարգիչները աշխատում են ոչ թե բիթերով, այլ կյուբիթներով՝ բիթերի քվանտային անալոգներով, որոնք կարող են միաժամանակ լինել 0, 1 և 0 ու 1 վիճակներում՝ սուպերպոզիցիայի էֆեկտի շնորհիվ, նշել է նա: Ավելացրեք այստեղ քվանտային խճճվածությունը, և դուք կստանաք մեքենա, որն ընդունակ է միաժամանակ կատարել հսկայական թվով հաշվարկներ:

Մանրամասները՝ տեսահարցազրույցում: