КУБИТ ПОДКРАЛСЯ НЕЗАМЕТНО

Google сообщила, что ее новейший квантовый процессор Willow за пять минут решил задачу, которую самые мощные в мире суперкомпьютеры не смогли бы решить, даже если бы работали с зарождения Вселенной.
Google, IBM, стартапы Universal Quantum и PsiQuantum, заявляют, что к концу десятилетия они создадут устойчивый коммерческий квантовый суперкомпьютер (квантовик). Китай для собственного большого квантового скачка строит Национальную лабораторию квантовой информатики. Бюджет – $10 млрд.

Физики 40 лет назад предположили, что квантовую механику можно использовать для создания нового типа компьютера – экспоненциально мощнее машин на полупроводниках. Ряд инженерных прорывов приблизил, наконец, квантовую реальность. В 2022-м подстегиваемая бумом общего (генеративного) искусственного интеллекта (ОИИ) стартовала гонка разработчиков квантовых машин – достаточно надежных и компактных для массового применения.

Канадская D-Wave Quantum первой создала прототип квантовика аж в 2011-м. Работающие экспериментальные квантовые машины после представляли IBM, Google, Amazon, многочисленные стартапы. Недавно Microsoft показала суперквантовик – как бы масштабируемый и практичный. Intel начала поставлять исследователям кремниевые "квантовые чипы" с в миллион раз меньшими транзисторами.

Вместо "битов" (нуля и единицы, реализуемых полупроводниковыми p/n-переходами) квантовые компьютеры считают в "кубитах" (квантовых битах). Биты – либо "включены", либо "выключены". Физически – закрыты и открыты для электросигнала. А кванты из-за причудливости элементарных частиц, "живут" в неопределенности. Кубиты могут быть включены и выключены одновременно. Но это, увы, – не единственное их состояние, 90% других – промежуточный "шум" недовключенной недовыключенности. И это – главная сложность.

Тем не менее, даже прототип квантового компьютера может то, чего не может классический – моделировать самые сложные физические явления. Например – погоду в каждой точке Земли. Потому квантовик должен совершить прорыв в разработке лекарств, глобальном финмоделировании, искусственном интеллекте (ИИ) и пр. Прототипам поручают задачи, которые поставили бы в тупик обычный компьютер из-за слишком большого количества входящих данных.

Квантовые компы ведут вычисления не последовательно, а параллельно, что и делает их супер-быстрыми. Из-за вероятностной природы квантовой механики кубитам не нужно присваивать значение, пока компьютер не завершит все вычисления. Этот феномен назвали "суперпозицией".

Прежде чем обычный компьютер перейдет к обработке новой части информации, он должен присвоить предыдущей значение. Три бита в обычном компьютере могут единовременно представлять лишь одно из 8-ми чисел – 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111. Квантовик может представить все их одновременно. Квантовый комп с 4-мя кубитами может обрабатывать в 16 раз больше информации, чем обычный компьютер. И удваивает мощность с каждым добавленным кубитом, т. е. – экспоненциально.

ВАШУ ЦИФРУ! Подсчитали, что квантовику нужны миллионы, если не миллиарды, кубитов для надежного запуска программ, подходящих для коммерческого использования. Текущий рекорд по количеству связанных кубитов – 1180, достиг калифорнийский стартап Atom Computing в октябре 2023-го. Он более чем вдвое превышает предыдущий рекорд – 433, установленный IBM в ноябре 2022-го.

Вчера спецы МГУ им. Ломоносова и Российского квантового центра представили первый в РФ прототип 50-кубитного квантового вычислителя на холодных атомах..