Выделить один бракованный микрочип из миллиона, не имея ни малейшего представления о том, как выглядит дефект, — классическая задача поиска иголки в стоге сена. Обычный компьютер стал бы перебирать чипы один за другим. Квантовый же действует как самонастраивающийся дуршлаг: вы высыпаете всю партию разом, и лишь редкие дефектные экземпляры «загораются» — без какого-либо предварительного описания брака. Секрет кроется в энтропии — мере случайности, пронизывающей любые данные. Там, где классические методы тонут в шуме, квантовые биты (кубиты) используют эту случайность, чтобы усилить самые слабые аномалии.
Задолго до этого Ричард Фейнман предвидел появление квантовых машин, а Дэвид Дойч доказал, что они способны решать задачи, недоступные классическим вычислителям. Новый алгоритм опирается на это наследие. Он находит то, что едва заметно: крошечное падение яркости звезды, выдающее экзопланету — мир, обращающийся вокруг другой звезды, при помощи транзитного метода, основанного на фотометрии — точном измерении провалов в свете, или малозаметный узор, предвещающий обвал рынка. В физике элементарных частиц алгоритм мог бы уловить редкий распад, предсказанный стандартной моделью — теорией фундаментальных частиц, или неуловимое взаимодействие тёмной материи.
Удивительное свойство алгоритма: он не просто находит «иголки в стогах сена» — он находит такие иголки, которых никогда раньше не видел, и при этом уверенно превосходит классические компьютеры именно в тех сценариях слепого поиска, которые имеют наибольшее значение.
Quantum superposition allows a quantum bit to be 0 and 1 at the same time, like a coin spinning in the air — it’s not heads or tails until it lands.
Much like the 'precogs' in Minority Report who could foresee crimes before they happened, this quantum algorithm sniffs out rare disasters from patterns in randomness.