Квантові комп’ютери розвиваються набагато швидше, ніж очікували вчені

Квантові обчислення — це одна з тих технологій, які «не за горами», які розкололи наукове співтовариство. Такі технічні організації, як Google і IBM, на повну потужність розгорнули дослідження та розробки та маркетинг, ніби вони вже тут, тоді як багато незалежних дослідників стверджують, що квантові комп’ютери ніколи не працюватимуть.

Проте більшість людей, які працюють у цій галузі, вважають, що квантові комп’ютери зможуть вирішити проблеми, які не зможуть класичні комп’ютери протягом наступних 10 років.

Про це свідчать дані нещодавнього опитування QuEra за участю 927 людей, які мають відношення до галузі квантових обчислень (дослідників, керівників, преси, ентузіастів тощо). З опитаних 74,9% «очікують, що Quantum буде кращою альтернативою класичним обчисленням для певних робочих навантажень» протягом наступних 10 років.

Коли їх запитали, наскільки швидко розвивається сфера квантових обчислень, більше половини відповіли «швидше, ніж я очікував», або «набагато швидше, ніж я очікував». Серед науковців ця кількість зросла до 55%.

Але чи достатньо швидко ця сфера розвивається?Важливе питання, яке задають як ентузіасти, так і скептики: «Коли квантові комп’ютери будуть корисними?»На жаль, відповідь складніша, ніж ви можете подумати.

Квантові очікування

Квантові комп’ютери існують. Список лабораторій з функціонуючими квантовими системами включає IBM, Google, Microsoft, D-Wave, QuEra та багато інших. У Європі та Китаї є кілька діючих квантових комп’ютерів.

Проблема не в тому, чи існують вони чи ні, а в тому, чи корисні вони та чи їх можна масштабувати. Іншими словами: квантові комп’ютери нікого не цікавитимуть, доки вони не принесуть прибуток, і вони не принесуть прибуток, доки не зможуть робити важливі речі, яких не можуть звичайні комп’ютери.

Ще в 2019 році фізик-теоретик Михайло Дьяконов написав статтю, в якій заявив, що майбутнє квантових обчислень зайшло в глухий кут. Стаття Дьяконова під назвою «Доводи проти квантових обчислень» стверджувала, що вчені ніколи не подолають проблеми шуму, масштабованості та ефективності, необхідні для надання квантовим комп’ютерам корисної переваги над класичними комп’ютерами.

Однак ця точка зору не обов’язково відображає реальність передових досліджень квантових обчислень. У 2024 році десятки команд по всьому світу працюють над безліччю індивідуальних завдань, пов’язаних із розробкою корисних квантових комп’ютерів.

Подібно до того, як у Grand Theft Auto V було б неможливо зіграти на класичному мейнфреймі, побудованому в 1950-х роках, ідея розв’язувати наразі нерозв’язні обчислювальні проблеми за допомогою квантового комп’ютера, створеного в 2019 році, також не має переваг.

Квантові проблеми

Сфера квантових обчислень суттєво змінилася за час, відколи Дьяконов опублікував свою вищезгадану статтю. Наприклад, ще в 2019 році однією з найбільших проблем для квантових розробників була інфраструктура.

Один із перших кроків IBM у створенні квантового комп’ютера на основі воріт, наприклад, призвів до створення масивного, схожого на стімпанк гнізда з труб і мікросхем. Ви напевно це бачили. Це виглядає як дивовижна люстра з латуні, і це, мабуть, найпоширеніше зображення, пов’язане з новинними статтями про квантові обчислення.

Його створення також коштувало мільйони доларів, ледь подолав планку квантових обчислень і потребувало команди фізиків і величезної лабораторії, щоб працювати з ним.

Сьогодні, в середині 2024 року, більше вчених, лабораторій, компаній і урядів залучені до квантових обчислень, ніж будь-коли. Прогрес у виправленні помилок, відмовостійкості та інфраструктурі призвів до квантової функції кімнатної температури та численних прикладів квантової переваги.

Погляд Quantum

Порівнювати квантовий комп’ютер із класичним неможливо. У нас, ймовірно, не буде персональних квантових комп’ютерів чи квантових ноутбуків у доступному для огляду майбутньому з тієї ж причини, чому ми не використовуємо газотурбінні двигуни для живлення наших телевізорів.

Квантові комп’ютери не розробляються для вирішення простих завдань. Вони створені для вирішення складних обчислювальних проблем, які все ще існуватимуть, коли ми доведемо класичні обчислення до їх абсолютної математичної межі.

Наприклад, вони не повинні замінити ваш iPhone, але одного разу прогноз погоди, трафіку та фінансових прогнозів, які ви дивитесь на його екрані, стане неймовірно точнішим завдяки квантовим комп’ютерам.

За темою: німецький квантовий прорив підкреслює необхідність фізиків елементарних частинок у криптографії