Россия становится одним из лидеров мировой гонки в области квантовых вычислений

Прорывные разработки российских ученых помогут усовершенствовать современные компьютеры. Сотрудники МФТИ нашли новый способ управления электрическим током на основе эффекта сверхпроводимости. Это поможет значительно сократить потери энергии современных электронных устройств.

Еще каких-то пять лет назад Россия отставала от мировых лидеров по квантовым технологиям по меньшей мере лет на 10. Но сейчас наши ученые включились в мировую гонку в области квантовых вычислений на полную мощность.

Юлия Зотова, старший научный сотрудник лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ: «Здесь есть конкуренция и за ресурсы, и за финансы, и за кадры. Но чем больше организаций, которые в этом работают, тем у нас больше кадров, больше платформ и больше инфраструктуры, чтобы развиваться каждому из нас».

Основа квантового компьютера, разработанного в МФТИ, — сверхпроводниковые цепи, они считаются самыми быстрыми. Впрочем, сейчас пока этап, когда разработчики конкурируют не столько производительностью, сколько количеством стабильно работающих кубитов. Чем их больше, тем выше производительность компьютера.

Совсем как в старой притче о мифическом создателе шахмат — индийском брахмане Сиссе бен Дахире. В благодарность правитель страны пообещал ему любую награду. Мудрец попросил положить на каждую шахматную клетку вдвое больше рисовых зерен, чем на предыдущую. И оказалось, что это больше триллиона тонн зерна. Подобным образом растет и производительность квантового компьютера.

Алексей Толстобров, научный сотрудник лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ: «2 в 40 степени — это около триллиона состояний. А пять кубитов — это 32 состояния. Вот сравните — 32 и триллион. Но чтобы управлять этими 40 кубитами, нужно постараться».

Но проблема в том, что кубиты капризны. Они могут деградировать, искажать данные и ошибаться.

Юлия Зотова: «Сейчас есть отдельные эксперименты, которые показали возможность создания процессоров на идеальных кубитах, то есть на кубитах, которые не ошибаются, однако мощности таких процессоров пока еще малы для практических задач. Однако есть надежда, что в ближайшие 10 лет будет построен такой компьютер, который может показать практическое преимущество по сравнению с классическим компьютером».

И все равно квантовый процессор не стоит сравнивать с традиционными ПК и даже с суперкомпьютерами. Он не мощнее, он — другой.

Юлия Зотова: «Те задачи, которые решаются только перебором, они бесконечно сложны для обычного компьютера, с ростом числа переборов, а вот квантовый компьютер может обрабатывать такие задачи одновременно».

Самое удивительное, что трудно предугадать, как скоро квантовые компьютеры войдут в нашу жизнь. Может, останутся эксклюзивными игрушками в больших НИИ. Может, найдут применение в быту. Даже к прогнозам экспертов здесь надо относиться с осторожностью. Ведь 1981 году сам Билл Гейтс предполагал, что 650 килобайт оперативной памяти для персонального компьютера будет достаточно как минимум на 10 лет вперед. Впоследствии он, правда, этот прогноз отрицал.