О магической квантовой механике
"Квантовая магия" в последнее время стала популярным шаблоном для решения
всех проблем в фантастике. Раньше всякое гиперпространство было и черные дыры,
а теперь вот и сверхсветовая связь квантовая, и переходы в параллельные миры,
и вообще все подряд.
При этом реальная квантовая механика (и quantum computing - теория квантовых
вычислений) содержит много действительно интересных идей для фантастики,
но ими никто не пользуется, поскольку всё заспамлено журналистскими версиями
"квантовой телепортации", где никаких новых идей как раз нет.
Собственно, квантовые вычисления - это очевидный этап на пути увеличения плотности электронных схем.
Логично же попробовать хранить информацию в виде характеристик отдельных элементарных частиц (квантов),
таких как спин электрона.
И так же логично приспособить непосредственно законы физики для выполнения базовых операций -
это сразу дает заодно и очень высокую степень параллелизма вычислений, что и является сейчас
наиболее привлекательным свойством квантовых компьютеров.
Однако же, если в обычной электронике пока удается сводить вероятность ошибки до приемлемых
величин (и то, много где приходится применять ECC (коды коррекции) или дублирование цепей),
то на квантовом уровне при нынешних технологиях вероятность ошибки намного выше -
например 30% вместо 1E-20.
И вот, умные люди придумали специальные алгоритмы, позволяющие получать осмысленный
результат даже при такой погрешности базовых элементов.
Кубит же, фактически, это просто битовая ячейка памяти с заданной вероятностью ошибки чтения,
которую еще и можно прочитать только один раз.
Но (к счастью) существуют физические процессы (типа столкновения частиц), порождающие
либо несколько копий частицы с одинаковыми характеристиками, либо с противоположными -
это собственно и есть связанные кванты. Их существование как раз и позволяет
эмулировать возможность многократного чтения ячейки памяти.
Т.о. пресловутое "связывание" - это статистическое свойство.
Т.е. если удалось получить поток пар электронов с заведомо одинаковым спином,
то получив статистику 30% спина 1/2 у первых электронов из пар, мы
можем предсказать такой же результат и для вторых электронов, при этом не испортив их.
Естественно, при этом сверхсветовой передачи информации не происходит -
мы просто получаем возможность измерить вероятность ошибки процесса генерации квантов -
в т.ч. несколько раз и в разных локациях.
Что, в частности, и является привлекательным свойством реальных квантовых коммуникаций -
сейчас считается невозможным "прозрачно" перехватить поток связанных частиц,
т.е. скопировать их незаметно для основного пользователя.
В общем, квантовые вычисления на данный момент - это как если бы мы попытались
реализовать вычислитель, выбрасывая на поле мячи, и пытаясь их перемещать по заданному
алгоритму стрельбой из пушек в расчетные точки -
примерно такой же уровень точности и побочных эффектов.
Но тем и интересна эта тема, что людям реально удалось компенсировать математикой эти
технические проблемы.
А вот сверхсветовая связь и телепортация - это исключительно результаты неудачных попыток
популяризации квантовой механики.