Изобретение суперкомпьютера стало следующей ступенью в развитии современных технологий , а затем появились еще более продвинутые машины - вычислительные устройства, работающие на основе квантовой механики, более известные как квантовые компьютеры. Эти устройства могут вывести человечество на совершенно новый уровень.
Главное отличие суперкомпьютера от обычных компьютеров заключается в том, что задачи на нем выполняются не последовательно, а параллельно. Грубо говоря суперкомпьютер как бы состоит из тысячи маленьких, каждый из которых способен выполнять ограниченный класс задач. Благодаря такому свойству он способен за считанные часы выполнять задачи, для решения которых обычному компьютеру понадобились бы годы.
Сейчас в нише суперкомпьютеров лидирует японский Fugaku, совершающий более 400 квадриллионов операций в секунду. Что интересно, по наибольшему числу суперкомпьютеров в государстве лидирует Китай (187), в то время как в США - 122. Россия тоже не осталась в стороне гонки суперкомпьютеров. Так с 2020 года при в НИВЦ МГУ функционирует отечественная разработка “Ломоносов-2”. В декабре 2019 года Сбербанк и SberCloud запустили в коммерческую эксплуатацию суперкомпьютер Christofari, а через два года на международной конференции AI Journey Сбербанк представил более мощный суперкомпьютер Christofari Neo. Так же в 2020-2021 годах суперкомпьютеры были выпущены компанией Яндекс.
Суперкомпьютеры, как и обычные ПК, имеют широкое пользовательское применение в различных научных отраслях, таких как криптография, статистика, искусственный интеллект. Они применяются для научных исследований, используются государственными и коммерческими организациями в различных отраслях экономики. Однако имеется недостаток: они потребляют огромное количество электроэнергии. Очевидно, что с ростом производительности суперкомпьютеров растет и сложность их использования.
Появление многокубитных квантовых компьютеров оставит далеко позади все привычные нам технологии. В отличие от суперкомпьютеров, они используют принципиально иной алгоритм вычислений. Обычные компьютеры обрабатывают информацию в битах, способных принимать значения 0 или 1, из-за чего в случае решения сложных задач это может занимать длительное время. Квантовые компьютеры для решения любых задач используют кубиты, имеющими одновременно значения и 0 и 1. Для передачи и обработки данных квантовый компьютер использует явления квантовой физики, такие как суперпозиция и квантовая запутанность.
В настоящий момент квантовый компьютер - это громоздкая экспериментальная установка, но уже ведутся работы по миниатюризации.
В декабре 2020 года исследователи из Научно-технического университета Китая опубликовали статью, в которой утверждается, что их квантовый компьютер Цзючжан смог достичь квантового превосходства. Ему всего за несколько минут удалось провести операцию, которая традиционным способом решалась бы около двух миллиардов лет. В новейших квантовых компьютерах количество кубитов превышает 1 тысячу.
В ноябре 2020 года в России разработали структуру для создания квантовых компьютеров. Консорциум, который объединил структуры «Росатома», фонд «Сколково» и университеты, ведёт работы в рамках «дорожной карты» с общим бюджетом около 24 млрд руб до 2024 года. Разработками квантового компьютера занимаются несколько групп российских исследователей. Проект по созданию процессора на ионной платформе реализуют Физический институт им. П.Н. Лебедева и Российский квантовый центр. Ученые из МГУ работают над созданием квантового процессора, использующего атомы и фотоны, в то время как МИСиС и ФизТех сосредоточены на создании квантового компьютера на базе сверхпроводников.
В июле 2023 года на Форуме будущих технологий президенту России Владимиру Путину был продемонстрирован 16-кубитный квантовый компьютер. Как следует из материалов выставки, на этом компьютере с помощью облачной платформы запущен алгоритм моделирования молекулы. В начале 2024 года представитель «Росатома» сообщил о создании 20-кубитного квантового компьютера на ионной платформме. По состоянию на май 2024 года в России тестированием квантовых технологий занимаются прежде всего структуры банковского сектора, телеком-компании, предприятия ОПК, а также компании, отвечающие за выполнение дорожной карты по развитию квантовых технологий (РЖД и «Росатом»).
Недавно стало известно об инициативе госкорпорации «Росатом» по использованию квантовых технологий для трансформации госорганов. Предлагается включить использование квантовых технологий в «методические рекомендации по цифровой трансформации федеральных органов исполнительной власти и органов управления государственными внебюджетными фондами, госкорпораций и компаний с госучастием». Квантовые технологии должны помочь в решении сложных оптимизационных задач, связанных с планированием, прогнозированием, разработкой новых материалов и усилением возможностей ИИ. Кроме того в госсекторе квантовые системы позволят обеспечить надежную защиту каналов передачи чувствительной информации и данных, содержащих гостайну.
Читайте по теме: Радиоэлектронная отрасль России приросла заводом на миллион печатных плат