Бычьи спреды и персональная геномика: что сулит нам близкое будущее квантовых вычислений

В 2023 году ожидается появление первой коммерческой модели квантового компьютера — в гонке за кубитами участвуют сразу несколько стран.

Почему квантовый компьютер до сих пор не стал массовым? Функционирование кубитов требует их исключительной изоляции от внешних воздействий. Квантовый компьютер имеет больше систем глубокого охлаждения (вплоть до криогенных температур в 0,015 градуса Кельвина) и защиты от внешних помех, чем собственно объектов, выполняющих функции кубитов. Но даже при этом сегодняшний квантовый компьютер не способен стабильно выполнять квантовые алгоритмы. Его работа нестабильна и сопровождается ошибками. Современные тренды в разработке квантовых компьютеров направлены на создание методов исправления этих ошибок. 

Большинство разработок квантовых алгоритмов ведется для так называемых Noisy intermediate-scale quantum (NISQ) компьютеров (с промежуточным уровнем шума).

Кроме этого, для успешного создания квантовых компьютеров необходимо понимание их места в архитектуре вычислительных инструментов. Сегодня — это специализированные ускорители. Они применяются в общей архитектуре сетей из классических компьютеров. И появление встроенных в какие-либо устройства квантовых вычислителей пока остается за гранью фантазии даже у самых оптимистичных энтузиастов. Проблема развития квантовых компьютеров исключительно наукоемкая. Никакими рыночными инструментами ускорить решение этой проблемы невозможно.

Если говорить в целом, то на рынке квантовых компьютеров уже работают более 400 компаний. В разработку и выпуск аппаратной (самой дорогой) составляющей таких машин инвестируют Amazon, Archer, Atos, Fujitsu, Google, Hitachi, Honeywell, IBM, Intel, NEC, Nvidia и другие.

Квантовые технологии уже вовсю используются в различных сферах. Например, управление электроэнергетики и водоснабжения Дубая вместе с Microsoft с 2020 года задействует квантовые вычисления для оптимизации энергопотребления. Компания медицинского страхования Anthem планирует использовать квантовые вычисления для задач, требующих большого объема данных — например, для выявления неочевидных аномалий здоровья. Квантовые вычисления используются в логистике (оптимизация цепочек поставок в Coca Cola Japan), на фармрынке (для персонализированной медицины с учетом геномики: например, проект Cambridge Quantum), в производственной сфере (Daimler задействует квантовые вычисления для создания более долговечных чипов), в финтехе (оптимизация и диверсификация портфеля, ценообразование опционов, бычьи и барьерные спреды, анализ кредитного риска) и по множеству других направлений.