ГДЕ РАНЬШЕ ПОЯВИТСЯ КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР

С восьмидесятых годов Константин Лихарев, еще недавно заведовавший лабораторией в МГУ, считается одним из крупнейших научных авторитетов по части так называемых «квантовых» компьютеров. Несколько лет он совместно с Валерием Рязановым из Института физики твердого тела, Алексеем Китаевым из Института теоретической физики и некоторыми другими исследователями разрабатывал принципиально новую компьютерную систему.

Но недавно Лихарев уехал из России и получил место в Нью-Йоркском университете Stony Brook, где работает по своей прежней тематике, но, естественно, уже на другом техническом уровне. И соответственно совсем с другой скоростью.

Он не испортил отношений с коллегами, по-прежнему контактирует с ними и иногда публикует совместные работы. Хотя никто сейчас не пеняет Лихареву за переход «в чужую команду», его отъезд объективно уменьшает шансы России занять достойное место на будущем рынке новых компьютерных технологий.

Россия не была инициатором исследований по квантовому компьютеру. Они были начаты еще в 60-х годах фирмой IBM и вскоре подхвачены японскими учеными. Только в восьмидесятых русские сказали свое первое слово, но оно оказалось достаточно весомым для того, чтобы работать на одном уровне с американцами и японцами.

История развития компьютерной техники - это история ни на день не прекращающейся гонки за увеличение памяти компьютеров (или, говоря точнее, за плотность размещения элементов) и их быстродействия. Сегодня эти параметры ежегодно увеличиваются в среднем в 1,8 раза. Однако существующая элементная база, основанная на «кремниевых» технологиях, позволит держаться на таком уровне роста совсем недолго. Главное из установленных природой ограничений - тепло, выделяемое любым электроприбором. И каким бы это тепло ни было незначительным, при уменьшении размеров «прибора» оно начинает мешать, особенно когда эти размеры исчисляются микронами и долями микрон.

Идея использовать в компьютерах эффект сверхпроводимости возникла давно, однако до восьмидесятых годов она оставалась не более чем привлекательной, экстравагантной идеей. Исследования показали, что отсутствие тепловыделения - отнюдь не самое главное преимущество сверхпроводящей компьютерной техники, хотя даже оно позволяет в тысячи раз увеличить быстродействие и плотность упаковки. Эффект сверхпроводимости дает возможность строить компьютер совсем на других принципах, нежели те, которые заложены сегодня в основу работы полупроводниковых транзисторов.

Если использовать квантовые эффекты, возникающие при сверхпроводимости, компьютер можно заставить оперировать не единичными битами информации, а сразу многобитовыми «образцами». Электрон, пробегающий по сетям такого квантового компьютера, будет одновременно выполнять роль и «ключа», и носителя информации.

Структура квантового компьютера, логика, на которой он будет работать, станут совершенно иными, а сам компьютер - неизмеримо богаче по возможностям. Лихарев считает, что потенциальным рынком для таких компьютеров будут не «персоналка» или текстовой процессор, а сетевые компьютерные устройства типа рабочей станции.

Если нынешние станции при цене в 15 000 долларов работают на частоте 0,3 гигагерца, то использование сверхпроводимости уже в ближайшее время может увеличить их частоту до ста гигагерц, подняв цену всего до 20 000 долларов вместе с криостатом. Нишу для новых рабочих станций он оценивает в 20 млрд. долларов.

Уже к 2010 году, по мнению Лихарева, сверхпроводящие технологии позволят упаковывать в один чип 64 триллиона транзисторов вместо 64 миллионов в 1996-м. Работая в США, он надеется выдать первые образцы уже через несколько лет.