Програмуючи Всесвіт. Космос – квантовий комп’ютер. Сет Ллойд

з центральним блоком обробки даних та запам’ятовувальним пристроєм, що міг містити і програму, і дані.

      Незважаючи на щедру фінансову підтримку від британської корони, план Беббіджа з конструювання різницевої машини зазнав краху. Технології початку ХІХ століття не давали ні достатньої точності методів обробки, ні достатньо твердих сплавів для конструювання шестерень та валів. (Спроба, проте, не минула даремно: розробка техніками Беббіджа більш точних методів обробки та твердіших сплавів значно прискорила промислову революцію, що тоді розгорталася.) Хоча дієві механічні калькулятори були доступні наприкінці ХІХ століття, великомасштабним робочим комп’ютерам довелось очікувати на технологію електронної схеми початку ХХ століття.

      До 1940 року серед різноманітних груп виникло міжнародне змагання з побудови комп’ютерів із використанням електронних перемикачів, таких як електровакуумна трубка або електромеханічні реле. Перший простий електронний комп’ютер був сконструйований Конрадом Цузе в Німеччині у 1941 році, що, своєю чергою, підштовхнуло появу комп’ютерів у Сполучених Штатах Америки та Великій Британії пізніше в 1940-х роках. Вони мали розмір кількох кімнат з електровакуумними трубками, перемикальними схемами та блоками електропостачання, але за обчислювальною потужністю були слабкими – їхня потужність була в мільйони разів менша, ніж у комп’ютера, на якому зараз пишеться ця книжка.

      Перші електронні комп’ютери хоч і коштували недешево, проте були достатньо широковживаними, тож були спроби вдосконалити їх. У 1960-х роках електровакуумні трубки та електромеханічні реле замінено на транзистори – напівпровідникові перемикальні схеми, що були меншими, надійнішими й потребували менше енергії. Напівпровідник – це матеріал, наприклад кремній, що проводить електроенергію краще, ніж непровідники, такі як скло або гума, але гірше за такий провідник, як мідь.

      Від кінця 1960-х років транзистори стали меншими: їх гравіювали на інтегральних схемах на кремнієвій основі, що містили всі складники, необхідні для обробки інформації на напівпровідниковій схемі.

      З 1960-х років досягнення у фотолітографії – науці проектування дедалі складніших схем – зменшували вдвічі розміри складників інтегральних схем приблизно кожних півтора року. У результаті потужність комп’ютерів подвоювалася з такою самою швидкістю – явище, відоме як закон Мура. У наші дні проводи в інтегральних схемах у пересічних комп’ютерах мають ширину лише 1000 атомів.

      Дозвольте мені визначити для деяких видів комп’ютерів терміни, які я використовуватиму. Цифровий комп’ютер – це комп’ютер, що працює завдяки застосуванню логічних схем бітів; цифровий комп’ютер може бути електронним або механічним. Класичний комп’ютер – це комп’ютер, що обчислює завдяки використанню законів класичної механіки. Класичний цифровий комп’ютер – це той, що працює, виконуючи класичні логічні операції на