В классическом случае мы никогда не сможем полностью представить молекулу кофеина. В будущем, при наличии достаточного числа очень качественных кубитов в достаточно мощной квантово-вычислительной системе, мы сможем заниматься химическими экспериментами на компьютере.
Кофеин — это малая молекула, содержащая протоны, нейтроны и электроны. Если просто посмотреть на энергетическую конфигурацию, которая определяет структуру молекулы и ее внутренние связи, то объем описывающей все это информации ошеломляет. В частности, число необходимых битов, нулей и единиц, приблизительно равняется 1048:
То есть количество от 1 до 10 % всех атомов на Земле.
И это всего лишь одна молекула! Тем не менее каким-то образом природе удается довольно эффективно справляться со всей этой информацией. Она управляется с каждой молекулой кофеина, что находится в вашем кофе, чае или безалкогольном напитке, как и с любой другой молекулой в вас и мире вокруг вас.
Мы рассматриваем квантовые биты — кубиты — по отдельности и вместе, а затем создаем схемы, реализующие алгоритмы. Мы будем говорить преимущественно об идеальном случае, когда у нас есть идеальные отказоустойчивые кубиты. Но когда речь зайдет о создании квантовых компьютеров, нам придется иметь дело с физическими реалиями: присутствием шума и необходимостью уменьшения погрешности. Глава 7. Один кубит На этом этапе мы наконец можем говорить о кубитах в нетривиальной манере. Мы рассматриваем как векторное представление квантовых кубитных состояний, так и представление на сфере Блоха. Мы даем определение суперпозиции, которая расширяет привычное понятие кубита как «нуля и единицы одновременно».
