Квантовые компьютеры наконец-то работают… Но будут ли они когда-нибудь полезны? От надежд к реальности
Гонка за квантовым компьютером перешла в новую фазу: от лабораторных экспериментов к созданию промышленных прототипов. Однако, несмотря на впечатляющие цифры, мир всё ещё далёк от практического применения этой технологии. Проблема не в количестве кубитов, а в их качестве: рост вычислительной мощности неизбежно сопровождается лавинообразным увеличением ошибок, что ставит под сомнение возможность создания по-настоящему полезной машины в ближайшие годы.
Кубиты: количество не равно качество
Основная дилемма квантовых вычислений заключается в парадоксе масштабирования. Увеличение числа кубитов, базовых единиц квантовой информации, ведёт к экспоненциальному росту погрешностей. Для решения этой проблемы учёные группируют физические кубиты в логические, способные исправлять ошибки в реальном времени. Однако эффективность этого подхода пока остаётся предметом споров.
Гонка технологий: кто лидирует?
На рынке сформировалось несколько конкурирующих направлений. Калифорнийский стартап Atom Computing сделал ставку на количество, создав рекордный процессор на 1180 кубитах из нейтральных атомов иттербия. Бостонская QuEra продемонстрировала более 40 логических кубитов, а компания Quantinuum вырвалась вперёд, запутав 50 логических кубитов и обещая к концу года устройство, способное кодировать в триллион раз больше информации.
Сверхпроводники против ионов: битва подходов
Ключевое противостояние разворачивается между двумя архитектурами. Google и IBM используют сверхпроводящие кубиты, которые быстрее и надёжнее, но жёстко соединены друг с другом, что затрудняет реализацию современных алгоритмов коррекции ошибок. Quantinuum, IonQ и Oxford Ionics, напротив, применяют ионные ловушки, обеспечивающие гибкость соединений, что позволяет адаптировать архитектуру под различные задачи. «Гибкость и универсальность сейчас — это главное», — отмечают в IonQ.
Фотоны и аутсайдеры
Компания PsiQuantum выбрала радикальный путь, полностью отказавшись от малых систем. К 2027 году они планируют представить крупномасштабный фотонный квантовый компьютер, интегрируя лазеры и линзы в полупроводниковые чипы для масштабирования производства. Alice & Bob также использует сверхпроводники, но с фокусом на подавление ошибок на раннем этапе, надеясь достичь безошибочных вычислений с тысячами кубитов, в то время как конкурентам могут потребоваться миллионы.
Эксперты, такие как Джон Прескилл из Калифорнийского технологического института, делают ставку на нейтральные атомы. По его словам, квантовый компьютер на такой архитектуре с несколькими десятками тысяч кубитов может быть сопоставим по мощности со сверхпроводящим, которому потребуются сотни тысяч. Будущее, вероятно, за тем подходом, который позволит инженерам перестать думать о физических кубитах, воспринимая квантовую машину как рядовой вычислительный инструмент.
В 2019 году Google первой заявила о достижении «квантового превосходства», а в 2024 году подтвердила статус с новым чипом Willow. IBM планирует к 2026 году создать процессор с более чем 4000 кубитов. При этом гиганты Alibaba и Baidu уже закрыли свои исследовательские квантовые лаборатории, что указывает на высокую сложность и риски в этой сфере.
Несмотря на нерешённые фундаментальные проблемы, квантовые компьютеры уже находят применение. Cleveland Clinic использует машину IBM для медицинских исследований, Moderna моделирует молекулы для новых лекарств, а банки HSBC, JP Morgan и Goldman Sachs тестируют квантовые алгоритмы для оптимизации ценообразования и защиты транзакций. Однако до полноценной коммерческой эксплуатации и «квантового превосходства» в реальных задачах, способных изменить мир, остаются годы, если не десятилетия.
