Страны и компании одна за другой объявляют о все более мощных и масштабных проектах в области квантовых компьютеров. Ждать ли, что такой компьютер попадет в каждый дом?
Летом этого года Google объявил о создании 70-кубитного процессора, способного за несколько секунд выполнить задачу, для которой мощнейшему из современных суперкомпьютеров потребовалось бы 47 лет.
Год назад IBM создал сложнейший в истории квантовый процессор на 433 кубита, но в октябре 2023 года рекорд был обновлен устройством на 1180 кубитов от Atom Computing. В результате серии прорывов в сфере квантовых вычислений человечество вплотную приблизилось к «квантовой utility», возвещает начало квантового века агентство Bloomberg. Так что, готовимся к очередям за квантбуками и квайфонами? Не советует торопиться директор Института спектроскопии РАН Виктор Задков:
Виктор Задков директор Института спектроскопии РАН «Компьютеров, универсальных с точки зрения квантовых вычислителей, до сих пор мало, и они все имеют не очень высокую надежность вычислений. Особенно при увеличении числа вот этих самых кубитов. Когда вы работаете с всего несколькими кубитами — 10, 15, 20, 30, 100, — то каждый кубит, в свою очередь, при обработке на квантовом уровне производит ошибки. Они неизбежны. Поэтому вокруг каждого элемента, обрабатывающего отдельные кубиты или схему кубитов, городится схема, исправляющая ошибки. Математики в этом хорошо преуспели. Дальше вопрос: в тех схемах тоже ошибки, они же тоже квантовые, и это бесконечная череда исправления ошибок. Поэтому, так или иначе, схемы, которые предназначены чисто для квантовых вычислений, пока (те, которые работоспособны) содержат не очень большое количество кубитов. Но это все компьютеры, которые решают очень ограниченный набор задач, и при этом возникают ошибки. То есть это не тоже самое, что вы сложили 2+2 и получили 4. Это 4 с какой-то ошибкой».
«Квантовая utility», дотянуться до которой предлагает Bloomberg, — это что-то вроде квантовой «полезности» или «осмысленности». На данный момент даже самые прославленные проекты занимаются достигательством в вакууме, без определенного применения. Тот же процессор Google, конечно, произвел некие расчеты в сотни миллионов раз быстрее суперкомпьютера, но его создавали для этой конкретной задачи, а для людей и для бизнеса он пока бесполезен. Тем не менее все надеются достичь «квантовой utility» раньше других, и Россия в гонке тоже участвует.
Летом ТАСС писал, что 16-кубитный компьютер представили Владимиру Путину на «Форуме будущих технологий». Другой проект и перспективы технологии в целом описывает профессор Центра фотоники и квантовых материалов «Сколтеха», заведующий лабораторией искусственных квантовых систем МФТИ Олег Астафьев:
Олег Астафьев профессор Центра фотоники и квантовых материалов «Сколтеха», заведующий лабораторией искусственных квантовых систем МФТИ «Вот мы недавно сделали 12-кубитный процессор. Другое дело, что мы его не можем сейчас полноценно использовать. У нас просто не хватает электроники. Но 12 или 16 кубитов все равно недостаточно, чтоб получать квантовое ускорение. Нужно 100 работающих кубитов с определенным качеством, определенным фиделити так называемым. Может быть, будет прорыв. Может быть, найдут способ применения, может быть, найдут задачи определенные, может быть, будет прорыв в качестве. Ну, в общем, что-то должно произойти, и тогда, мы не знаем, что будет через 100 лет. Но, может, пройдут годы, может, десять лет».
Хотя перспективы массового применения квантовых технологий остаются туманными, страны уже начали инвестировать в защиту от ожидаемого скачка. Проблема в паролях: сегодняшние компьютеры защищаются от своих современников, а на квантовых скоростях подбор любого ключа может стать тривиальной задачей. В прошлом году администрация США поручила ведомствам подготовить все ключевые системы к новой реальности на фоне миллиардных инвестиций Китая в квантовые вычисления. В России об усилении квантовой обороны пока официально не сообщалось.