Квантовые компьютеры развиваются гораздо быстрее, чем ожидали ученые

Квантовые вычисления — одна из тех технологий, которые «не за горами», раскололи научное сообщество. Такие технологические компании, как Google и IBM, вовсю занимаются исследованиями и разработками, а также маркетингом, как будто они уже здесь, в то время как многие независимые исследователи утверждают, что квантовые компьютеры никогда не будут работать.

Однако большинство людей, работающих в этой области, верят, что квантовые компьютеры смогут решать проблемы, которые не могут решить классические компьютеры, в течение следующих 10 лет.

Таковы данные недавнего опроса 927 человек, связанных с областью квантовых вычислений (исследователи, руководители, представители прессы, энтузиасты и т. д.), проведенного QuEra. Из опрошенных 74,9% «ожидают, что квантовые технологии станут превосходной альтернативой классическим вычислениям для определенных рабочих нагрузок» в течение следующих 10 лет.

Когда их спросили, насколько быстро развивается область квантовых вычислений, более половины ответили либо «быстрее, чем я ожидал», либо «намного быстрее, чем я ожидал». Среди ученых это число выросло до 55%.

Но развивается ли эта сфера достаточно быстро?Важный вопрос, который задают как энтузиасты, так и скептики: «Когда квантовые компьютеры будут полезны?»К сожалению, ответ сложнее, чем вы думаете.

Квантовые ожидания

Квантовые компьютеры существуют. В список лабораторий с действующими квантовыми системами входят IBM, Google, Microsoft, D-Wave, QuEra и многие другие. В Европе и Китае есть несколько действующих квантовых компьютеров.

Проблема не в том, существуют они или нет, а в том, полезны ли они и можно ли их масштабировать. Другими словами: никто не будет заботиться о квантовых компьютерах, пока они не станут прибыльными, а они не будут прибыльными, пока не смогут делать важные вещи, которые обычные компьютеры не могут.

Еще в 2019 году физик-теоретик Михаил Дьяконов написал статью, в которой заявил, что будущее квантовых вычислений зашло в тупик. В статье, озаглавленной «Дело против квантовых вычислений», Дьяконов утверждает, что ученым никогда не удастся преодолеть проблемы шума, масштабируемости и эффективности, необходимые для того, чтобы дать квантовым компьютерам полезное преимущество перед классическими компьютерами.

Однако эта точка зрения не обязательно отражает реальность передовых исследований в области квантовых вычислений. В 2024 году десятки команд по всему миру будут работать над множеством индивидуальных задач, связанных с разработкой полезных квантовых компьютеров.

Подобно тому, как было бы невозможно играть в Grand Theft Auto V на классическом мэйнфрейме, построенном в 1950-х годах, идея решения ныне неразрешимых вычислительных задач с помощью квантового компьютера, построенного в 2019 году, также не имеет смысла.

Проблемы Quantum

Область квантовых вычислений существенно изменилась с тех пор, как Дьяконов опубликовал вышеупомянутую статью. Например, еще в 2019 году одной из самых больших проблем для квантовых разработчиков была инфраструктура.

Например, одна из первых попыток IBM создать квантовый компьютер на основе вентилей привела к созданию огромного, напоминающего стимпанк, гнезда из трубопроводов и микросхем. Вы, наверное, это видели. Оно похоже на причудливую люстру из латуни и, вероятно, является наиболее распространенным изображением, связанным с новостными статьями о квантовых вычислениях.

Его создание также стоило миллионы, едва преодолело планку квантовых вычислений и требовало команды физиков и огромной лаборатории только для того, чтобы его эксплуатировать.

Сегодня, в середине 2024 года, квантовыми вычислениями будет заниматься больше ученых, лабораторий, предприятий и правительств, чем когда-либо. Достижения в области исправления ошибок, отказоустойчивости и инфраструктуры привели к созданию квантовой функции при комнатной температуре и многочисленным примерам квантового преимущества.

Перспективы компании Quantum

Невозможно сравнивать квантовый компьютер с классическим. Вероятно, в обозримом будущем у нас не будет персональных квантовых компьютеров или квантовых ноутбуков по той же причине, по которой мы не используем газотурбинные двигатели для питания наших телевизоров.

Квантовые компьютеры разрабатываются не для решения простых задач. Они предназначены для решения сложных вычислительных задач, которые все еще будут существовать, когда мы доведем классические вычисления до абсолютного математического предела.

Например, они не должны заменить ваш iPhone, но однажды прогнозы погоды, дорожного движения и финансовые прогнозы, которые вы смотрите на его экране, могут стать невероятно точными благодаря квантовым компьютерам.

Связанный: Немецкий квантовый прорыв подчеркивает необходимость в физиках элементарных частиц в криптовалюты