ює приведення системи до початкового стану.
Інше обмеження ЯМР квантових комп'ютерів пов'язано з тим, що вимірюваний на виході системи сигнал експоненціально убуває з ростом числа кубітовL. Крім того, число ядерних кубітів в окремій молекулі з сильно розрізняються резонансними частотами обмежена. Це призводить до того, що ЯМР квантові комп'ютери не можуть мати більше десяти кубітів. Їх слід розглядати лише як прототипи майбутніх квантових комп'ютерів, корисні для відпрацювання принципів квантових обчислень і перевірки квантових алгоритмів.
Інший варіант квантового комп'ютера заснований на використанні іонних пасток, коли в ролі кубітів виступає рівень енергії іонів, захоплених іонними пастками, які створюються у вакуумі певною конфігурацією електричного поля в умовах лазерного охолодження їх до наднизьких температур. Перший прототип квантового комп'ютера, заснованого на цьому принципі, був запропонований в 1995 році. Можливі й інші схеми квантових комп'ютерів, розробка яких ведеться в даний час. Однак мине ще як мінімум десять років, перш ніж справжні квантові комп'ютери, нарешті, будуть створені.
Квантові комп'ютери на надпровідних фазових кубітах
Поняття заплутаності і суперпозиції введені квантовою механікою дають можливість розробляти нову обчислювальну архітектуру, звану квантовим комп'ютером, який може експоненціально перевершити будь-які можливі класичні комп'ютери. Таке підвищення продуктивності зробить нерозв'язні в даний час обчислювальні завдання достатньою мірою розв'язуються. Такі проблеми включають в себе оптимізацію задачі комівояжера, факторизацию та квантові симулятори, наприклад, для медичних досліджень. Один з підходів до реалізації квантового комп'ютера реалізується на основі надпровідних фазових джозефсонівських кубітів. Експерименти показують порушення нерівності Белла при використанні цих кубітів (квантових бітів), т. Е. Показують, що пара таких кубітів може бути поміщена в стан, який показує більш сильні кореляції, ніж це можливо для класичної пари бітів. Ці експерименти є значною віхою для надпровідних кубітів, оскільки вони забезпечують переконливі докази того, що архітектура квантових комп'ютерів дійсно зможе перевершити класичну систему. Крім того, ці експерименти демонструють перші порушення нерівності Белла в системах у твердому стані і макроскопічних квантових системах. Тому вони додають цінні свідчення того, що нові ідеї, запропоновані квантовою механікою, дійсні у всіляких квантових системах і не можуть бути пояснені детерминистическими альтернативними теоріями.
У 20-му столітті інформатизація праці зросла на порядок [Graham TT Molitor, 1982]. Це стало можливим з появою персональних комп'ютерів і все більш широким поширенням і доступністю систем зберігання та обміну інформацією, таких як магнітні жорсткі диски та Інтернет. Експоненціальне зростання продуктивності праці і зниження цін на пристрої збору та створення інформації привів до інформаційного потопу, що, за прогнозами, призведе до подвоєння інформаційної бази в світі кожні кілька годин [Coles et al., 2006]. Щоб справитися з цим потоком інформації достатньо різко збільшити швидкість обробки інформації.
За останні 40 років продуктивність обчислювальних пристроїв подвоювалася, приблизно, кожні 18 місяців. Цю тенденцію зазвичай називають законом Мура через статтю, написаної в 1965 році співзасновником Intel Гордоном Муром [Moore, 1965]. Незважаючи на те, що закон Мура, як очікується, буде діяти, принаймні, ще десятиліття, важливо підготуватися в більш довгостроковій перспективі до майбутнього, коли транзистори на основі кремнію будуть витіснені.
Теза Черча-Тьюринга
Теза Черча-Тьюринга робить це ще більш нагальним. Теза Черча - Тьюринга - фундаментальне евристичне твердження, істотне для багатьох галузей науки, в тому числі, для математичної логіки теорії доказів, інформатики, кібернетики, що дає інтуїтивне поняття про вичислімості. Це твердження було висловлено Алонзо Чёрчем і Аланом Тьюрінгом в середині 1930-х років. У термінах теорії рекурсії, це твердження формулюється як збіг класів вичіслімих і частково рекурсивних функцій. У цьому формулюванні часто згадується як просто теза Черча. У термінах вичислімості по Тьюрингу, теза говорить, що для будь інтуїтивно обчислюваної функції існує обчислює її значення машина Тьюринга. Іноді в такому формулюванні теза Черча - Тьюринга фігурує як теза Тьюринга. З причини того, що класи частково вичіслімих по Тьюрингу і частково рекурсивних функцій збігаються, затвердження об'єднують в єдиний теза Черча - Тьюринга. Теза Черча - Тьюринга неможливо строго довести або спростувати, оскільки він встановлює еквівалентність між строго формалізованим поняттям частково обчислюваної функції і неформальним поняттям вичислімості. Пізніше були сформульовані інші практичні варіанти твердження: фізичний теза Черча - Тьюрин...
