Квантовое будущее уже рядом 

Новый квантовый процессор от Google за пять минут произвел эталонное вычисление, на которое у современного суперкомпьютера ушло бы 10 септиллионов лет. Что в квадриллион раз больше возраста Вселенной. Чудо-процессор называется Willow. 9 декабря 2024 года его представил миру в своем блоге руководитель квантового подразделения компании Хартмут Невен.

Достигнуто ли окончательное квантовое превосходство? Вроде бы, мы вступаем в эпоху всеобщих квантовых вычислений? Пока сам Невен высказывается по этому поводу довольно осторожно: «Willow значительно продвигает нас по пути к коммерчески значимым приложениям».

Почему же столь впечатляющие результаты все еще означают лишь «движение по дорожной карте»? И ведь Google заявляет о похожем достижении не впервые...

«Команда Google первая показала то, что называется квантовым превосходством. Это был еще 2019-й, по-моему, год. На задачке, достаточно бесполезной с точки зрения прикладного применения. Но, тем не менее, это была очень важная веха — превзойти классический компьютер», — ст. н.с.  Российского квантового центра, руководитель группы «Квантовые технологии» Дмитрий Чермошенцев.

Проблема в том, что та самая «эталонная задача» основана, если просто сказать, на переборе некоторых случайных последовательностей. Со случайными величинами квантовый мир особенно дружит. Это с одной стороны. С другой — никакого осмысленного применения этот искусственный бенчмарк не предполагает. Действительно интересным результатом стало то, что 105-кубитный Willow (кубит — квантовый бит, который находится в вероятностной суперпозиции между 0 и 1) научился неплохо корректировать собственные ошибки и вроде как подлежит  масштабированию. Но интересных результатов по коррекции ошибок добился в текущем году не только Google.

«Сейчас очень сильно все, и IBM в том числе, стараются сделать какие-то наборы операций, наборы кубитов, которые будут менее шумные, чем то, что делалось несколько лет назад. Прогресс есть, но мы пока ждем, когда количество перейдет в качество. Результаты будут, возможно, году к 2027-2028-му», — профессор МГУ, руководитель научной группы Российского квантового центра, д.ф-м.н. Алексей Рубцов.

Все, наверное, слышали страшилку, что квантовый компьютер будет способен взламывать современные системы шифрования, в том числе, банковские. И вот в 2024 году группа ученых из Шанхая объявила, что взломала несколько теоретических алгоритмов шифрования. Использовали они для этого, правда, не полноценный квантовый компьютер, а так называемый «квантовый вычислитель» канадской компании D-Wave. Пришла ли пора переводить все деньги в наличность и ожидать мирового финансового краха? Как это ни прискорбно для хакеров — тоже пока нет. С реальными современными шифрами таким способом совладать не удастся. Хотя и этот результат нельзя назвать тривиальным.

«Когда речь идет о системах, реализованных экспериментально, всегда надо очень внимательно разбираться, насколько они квантовые, совсем не квантовые, квантовые немножко, как хорошо давно известной система D-Wave, или квантовые полностью. Если про китайскую схему говорить, трудно разобраться, насколько квантовая она была. Но я хочу сказать, что, если она была даже немножко квантовая, это все равно хорошо. Видимо, на ближайшие лет 5-10 правильная дорожка — такие вот частично квантовые устройства, которые просто практически хорошо работают», — Алексей Рубцов.

Итак, квантовое будущее радикально приблизилось к нам. Но называть его вполне «наступившим» все-таки пока рано.

Рейтинг важнейших событий уходящего года в программе «Научные сенсации».