18 мая главный инженер квантового подразделения Google Quantum AI Эрик Люсеро написал колонку, посвященную открытию нового исследовательского кампуса Quantum AI. В ней, в числе прочего, говорится о намерении компании к концу этого десятилетия создать «полезный, исправленный» квантовый компьютер.
О квантовых компьютерах мы уже писали не один раз (все материалы собраны по тегу), в направлении особенно активно работают две компании — Google и IBM (если говорить о частном сегменте). Разработки ведутся давно, но коммерческие (не лабораторные) квантовые ПК пока так и не появились. Небольшой ликбез на тему: квантовые компьютеры, в отличие от традиционных, оперируют не битами, а кубитами, в которых хранится не дискретное состояние «0» или «1», а их суперпозиция (упрощенно говоря, это умение находиться сразу в обоих состояниях одновременно, но только до тех пор, пока такое состояние не будет измерено). Лучшим объяснением явления суперпозиции является знаменитый кот Шрёдингера, который, находясь в закрытом ящике с распадающимся атомным ядром и емкостью с ядовитым газом, является и живым и мертвым одновременно.
Считается, что квантовые компьютеры, преодолев ограничения традиционных архитектур, позволят справиться с некоторыми глобальными проблемами, решение которых остается принципиально недоступным для сегодняшних суперкомпьютеров. Среди областей применения квантовых вычислений — поиск новых лекарств и революционных материалов (новые батареи!), оптимизация логистики, финансовое моделирование, искусственный интеллект, защита информации и много чего еще. Более детально о квантовых компьютерах и квантовом интернете мы рассказывали здесь.
Возвращаясь к новости, этот кампус, расположенный в Санта-Барбаре (не путать город в Калифорнии с одноименным сериалом!), включает передовой квантовый центр обработки данных, а также научные лаборатории по разработке аппаратного обеспечения и производству микросхем для квантовых процессоров. Как сообщает The Wall Street Journal, Google планирует инвестировать миллиарды долларов в его развитие проектов в области квантовых вычислений.
Анимация демонстрирует криостаты, отвечающие за охлаждение квантового компьютера, изнутри — такие же находятся в кампусе Quantum AI. Температура в них опускает до рекордно низких 10 милликельвинов.
В конце 2019 года физики из Google первыми заявили о достижении квантового превосходства — способность решить задачу, находящуюся за пределами возможностей самых современных суперкомпьютеров. В соответствующей научной работе говорилось, что 53-кубитный квантовый компьютер Google Sycamore (на заглавном фото) всего за 200 секунд решил задачу, на которую современному суперкомпьютеру IBM Summit потребовалось бы 20 000 лет. Правда, в IBM тогда не оценили прорыва, категорически отвергнув исследование Google. С одной стороны, кто бы сомневался. С другой, в нынешнем виде квантовые компьютеры носят сугубо демонстрационный характер, как и задачи, которые они решают. Эти задачи, специально сконструированы так, чтобы их было тяжело решить с помощью классических компьютеров. Многие небезосновательно считают, что такие демонстрации и сравнения лишены практического смысла. Иными словами, нужны коммерческие системы и практические сценарии. Но пока что технология нуждается в доработке.
Прорыв в квантовых вычислениях: Google заявила о достижении квантового превосходства
Несмотря на достижение квантового превосходства, Google признает, что ей предстоит пройти долгий путь, прежде чем такие компьютеры станут полезными. Нынешние квантовые компьютеры состоят из менее чем 100 кубитов. В то же время Google нацеливается на машины, построенные на 1 000 000 кубитов.
Создание такого квантового компьютера — это непростая задача. Проблема заключается в том, что квантовая система неизбежно контактирует с окружающей средой, а информация о квантовой системе, изначально закодированная в устройстве, просачивается в окружающую среду. Это негативное явление называется декогеренцией и ведет к потере части информации. Чтобы создать надежный квантовый компьютер, нужно научиться сводить к минимуму такие ошибки. То есть, необходима технология квантовой коррекции ошибок. После этого Google сможет перейти к следующему этапу и объединить 1000 физических кубитов в один логический кубит. Это заложит основу для «квантового транзистора», строительного блока будущих квантовых компьютеров. Несмотря на все эти трудности, Google с оптимизмом оценивает шансы на успех.
«Мы находимся на переломном этапе. Теперь у нас есть важные компоненты, которые вселяют уверенность. Мы знаем, как выполнить дорожную карту».
Хартмут Невен
ученый, отвечающий за программу Google Quantum AI
В конечном итоге Google планирует предлагать услуги квантовых вычислений через облако, как сейчас это делает IBM в рамках IBM Quantum Experience. К слову, ранее голубой гигант обещал выпустить первый коммерческий квантовый компьютер к 2023 году. Остаются ли эти планы в силе, неизвестно.
Favbet Tech – это IT-компания со 100% украинской ДНК, которая создает совершенные сервисы для iGaming и Betting с использованием передовых технологий и предоставляет доступ к ним. Favbet Tech разрабатывает инновационное программное обеспечение через сложную многокомпонентную платформу, способную выдерживать огромные нагрузки и создавать уникальный опыт для игроков. IT-компания входит в группу компаний FAVBET.