Информационное и компьютерное обеспечение. Обзор лекций по информатике. Часть 1. Кадырова Г.Р. - 144 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

144
Квантовые компьютеры. Квантовый компьютер будет состоять из ком-
понентов субатомного размера и работать по принципам квантовой механики.
Квантовый мир – очень странное место, в котором объекты могут занимать два
разных положения одновременно. Но именно эта
странность и открывает новые возможности.
Например, один квантовый бит, называемый q-
битом (кубит) может принимать несколько значений
одновременно, то есть находиться сразу в состояниях
«включено», «выключено» и в переходном состоя-
нии. Такое свойство кубитов позволяет квантовому
компьютеру за единицу времени проводить больше
вычислений. 32 кубита могут образовать свыше 4 млрд комбинаций – вот ис-
тинный пример массово-паралельного компьютера. Однако, чтобы q-биты ра-
ботали в квантовом устройстве, они должны взаимодействовать
между собой.
Пока ученым удалось связать друг с другом только три электрона.
Теоретики утверждают, что компьютер, построенный на принципах кван-
товой механики, будет давать точные ответы, исключая возможность ошибки.
Так как в основе квантовых вычислений лежат вероятностные законы, каждый
q-бит на самом деле представляет собой и «1», и «0» с разной степенью
вероят-
ности. В результате действия этих законов менее вероятные (неправильные)
значения практически исключаются.
Над созданием квантового компьютера работают в лабораториях всего ми-
ра, в том числе и российских. Например, с 2001 года в Казанском физико-
техническом институте начали вести работы в области квантовой памяти и на
сегодняшний день исследуют новые твердотельные материалы
, пригодные для
хранения кубитов. Также решается задача длительности хранения информации,
но пока что это время составляет всего несколько миллисекунд.
Что же касается текущей ситуации в мире, то уже есть модель, работающая
на двух кубитах. Конечно это не 1000, к которым стремятся ученые, но он уже
может найти множители, на которые разлагается
число. Потенциал же килоку-
битного квантового компьютера огромен. Он сможет за минуты просчитывать
данные, на которые у нынешних систем уйдут годы, а то и десятилетия. С точ-
ки зрения информационной безопасности, как только будет построен кванто-
вый компьютер, все системы защиты данных с открытым ключом рухнут, так
как квантовый алгоритм позволяет
быстро взломать коды. Самый производи-
тельный современный компьютер, если и решит эту задачу, то за несколько лет.
Сегодня криптозащита держится только по той причине, что квантовый
компьютер находится в самом начале своего развития и 2-3-х кубитов не доста-
точно для взлома шифров.
Предвидя такое развитие событий, компании задумываются о квантовой
криптографии, против которой компьютер нового поколения будет бессилен.
Особенность квантовой криптозащиты в том, что при попытке «подслушать»
информацию она разрушается по закону неопределенности Гейзенберга. Таким
образом, при попытке получить доступ к зашифрованному потоку, информация

Страницы