Ученые из Университета Иллинойса реализовали мечту лентяя: вы включаете компьютер, настраиваете его на решение задачи, но программу можно не запускать — квантовый компьютер и так выдаст ответ.
Идея звучит нелепо, но американец Онур Хостен и его коллеги сумели воплотить ее в жизнь. Их устройство на базе луча света способно найти определенную запись в базе данных, даже не искав ее. Это странно и по стандартам квантовой механики, которая известна своими контринтуитивными эффектами.
Квантовые компьютеры сильно отличаются от традиционных настольных ПК. Они используют законы квантовой механики, чтобы совершить за единицу времени множество вычислений, в то время как традиционный компьютер способен только на одно. Для поиска решения квантовому требуется гораздо меньше времени. Это возможно благодаря тому, что квантовые объекты, такие, как отдельные атомы или фотоны света, могут находиться в состоянии «суперпозиций». Для обычных объектов такие состояния являются взаимоисключающими. Например, квантовый выключатель может быть одновременно включен и выключен. Люди думают об этих двух событиях как о разных мирах: в одном компьютер работает, в другом — выключен.
Впрочем, есть и загвоздка. Результаты квантовых процессов никогда нельзя предсказать точно, только в вероятностных терминах. Поэтому квантовое вычисление не всегда приведет к правильному ответу. Когда идея подобных устройств была высказана впервые, некоторые исследователи уверяли, что доля успешных попыток будет чрезвычайно низкой, равной простому угадыванию.
Хостен и его товарищи нашли способ справиться с этим. Они использовали квантовый феномен, известный как квантовый эффект Зенона. Это название связано со знаменитым парадоксом древнегреческого философа Зенона, одна из современных интерпретаций которого звучит так: если смотреть на чайник, он никогда не закипит. В квантовом компьютере фотон помещался в суперпозицию состояний, когда он и обрабатывался алгоритмом, и нет. Преимущество эффекта Зенона выражалось в том, что фотон, не проходивший через алгоритм, увеличивал вероятность нахождения ответа.