Квантовое превосходство В 1982-м Ричард Фейнман в своем выступлении, которое потом остроумцы назовут «нагорной проповедью физиков», предложил понятие «квантового компьютера». Сравнение с Нагорной проповедью хорошо тем, что полет мысли оценили все, а содержание не понял примерно никто. Правда, если суть «заповедей блаженства» от Иисуса, судя по новостям, осталась непонятой и по сей день, то физики, пусть и не сразу, взялись за попытки «разложить» идеи Фейнмана и воплотить их в жизнь. Справедливости ради надо сказать, что профессор Юрий Манин высказал идею квантовых вычислений на два года раньше Фейнмана, но в Москве в год Олимпиады никому до квантов дела не было, а мир, шокированный вторжением в Афганистан, хороших новостей из СССР не ждал, и идею Манина не услышал. Впрочем, идея была сложна как для понимания, так и для реализации, поэтому только в 1985-м Дэвид Дойч из Оксфорда формализовал идею квантового компьютера, выделив основные элементы для понимания его работы — суперпозицию, квантовую спутанность и когерентность, а Питер Шор из MIT в 1995–м вывел алгоритм работы. Выдающимся физикам было сложно понять, как это работает, но, так как мы не выдающиеся физики, а понять принцип полезно, то попробуем разобраться упрощенно. Обычный компьютер работает с битами, принимающими значения или 0, или 1 (как «выкл» и «вкл»). В квантовых компьютерах работает квантовый бит - кубит, который может принимать значения 1 и 0 одновременно. Упрощённо говоря, тогда как бит — это монетка, которая легла либо орлом, либо решкой, кубит — это монетка, подброшенная в воздух, и несущая в себе оба возможных состояния. Благодаря этому квантовый компьютер умеет вести параллельно огромное количество вычислений, тогда как обычный компьютер делает это последовательно. Это «умение» кубита называют суперпозицией. Проблема квантовых компьютеров в когерентности — чувствительности кубитов к внешним воздействиям. Суперпозиция хрупка, даже небольшие колебания температуры, шум или ветерок могут привести к сбоям. Добавим сюда еще явление квантовой запутанности — реакции одного фотона на изменение состояния другого — и получим новый технологический вызов, проблему, над решением которой бьется уже не первое поколение ученых. Стоит отметить, что для обычных вычислений скорость обычного компьютера не будет отличаться от квантового, но для некоторых операций, которые требовали бы от обычного компьютера массы вычислений «перебором», вроде криптографии, квантовый компьютер может оказаться в миллионы раз быстрее. Такие супервычисления могли бы изменить целые отрасли и направления исследований и практик, вроде искусственного интеллекта, фармакологии и генной инженерии, логистики, энергетики, создании новых материалов, космической отрасли и вообще всего, что касается больших данных. Квантовые вычисления смогли бы перевернуть мир, но пока с переворотом та же проблема, что была и у Архимеда — нет точки опоры, которой стала бы технология декогеренции. Пока ученые считают, что мы еще находимся в «младенческой стадии» на пути к квантовому компьютеру. Хотя в ходу уже термин «квантовое превосходство» — состояние, когда квантовые компьютеры превзойдут обычные. Добившиеся какого-то успеха в разработке, начинают свои релизы именно этой фразой. Действующие квантовые компьютеры уже существуют. Например, IBM, в 2025-м запустила свой Condor из 1121 кубита, не отстает и Китай - в мире идет тихая и невидимая глазу гонка (тишина изредка нарушается бурными пресс-релизами для взбадривания инвесторов), которая, как нам обещает наука, завершится технологическим рывком невиданной мощи примерно к 2030-му году. Есть и некоторые результаты: еще в 2019 году чип Sycamore (53 кубита) за 200 сек решил задачу, недоступную суперкомпьютерам, которым на решение потребовалось бы 10 тысяч лет — хорошая иллюстрация разницы в скорости вычислений. Проблема в том, что задач, где они были бы полезны, пока немного. Ждать до 2030-го осталось немного — мир бешеного ускорения уже совсем рядом — рукой подать. Подождем! #техноистории от Саши Иванова