«Впечатляющий» прогресс был достигнут в создании полезных квантовых компьютеров

Полностью практичные квантовые компьютеры еще не появились, но индустрия квантовых вычислений завершает год на оптимистической ноте. На конференции Q2B в Кремниевой долине в декабре, на которой собираются эксперты в области квантового бизнеса и науки, казалось, было достигнуто единодушие в том, что будущее квантовых вычислений становится только светлее.

«В целом мы думаем, что более вероятно, чем нет, что кто-то, а может быть, несколько человек, смогут создать действительно промышленно полезный квантовый компьютер, но я не думал, что приду к такому выводу в конце 2025 года», — сказал он. Джо Альтепетерруководитель программы Инициативы квантового сравнительного анализа (QBI) Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США, на презентации во время конференции. Цель QBI Задача состоит в том, чтобы определить, какой из нескольких конкурирующих в настоящее время подходов к созданию квантовых компьютеров сможет создать полезное устройство, которое также должно будет исправлять свои собственные ошибки или быть отказоустойчивым.

Программа продлится несколько лет и в ней примут участие сотни экспертов-оценщиков. Подводя итоги программы после первых шести месяцев ее реализации, Альтепетер сказал, что команда выявила «огромные препятствия» на пути каждого из подходов, но он также выразил удивление тем, что это не лишило ни одного из них права участвовать в гонке по созданию полезного квантового устройства.

«Мне кажется, что в конце 2025 года все ключевые структурные блоки аппаратного обеспечения будут более или менее на месте, с примерно необходимой точностью, возможно, впервые, оставив только эти огромные вопросы о… инженерных проблемах», — сказал он. Скотт Ааронсон в Техасском университете в Остине в другой презентации. Уважаемый эксперт и давний обозреватель отрасли, Ааронсон отметил текущие проблемы с определением новых алгоритмов, которые могли бы привести к более практическому использованию квантовых компьютеров, но назвал недавний прогресс в разработке аппаратного обеспечения «впечатляющим».

Есть веские причины для энтузиазма по поводу оборудования для квантовых вычислений, но приложения отстают, заявили в Google. Райан Бэббуш. На конференции Google Quantum AI и несколько партнеров объявили финалистов конкурса конкурс XPRIZEцелью которого является изменить это.

Работа семи финалистов включает в себя моделирование биомолекул, важных для здоровья человека, алгоритмы, которые могли бы дополнить классическое моделирование материалов-кандидатов для экологически чистых энергетических решений, а также вычисления, которые могут учитываться при диагностике и лечении заболеваний, имеющих сложные причины.

“Несколько лет назад я не был в восторге от запуска приложений на квантовых компьютерах. Сейчас я интересуюсь еще больше”, – сказал Джон Прескилл в Калифорнийском технологическом институте еще один выдающийся ученый и определение голоса в квантовых вычислениях. В своей презентации он обосновал необходимость использования квантовых компьютеров для научных открытий в ближайшем будущем.

В прошлом году несколько квантовых компьютеров фактически использовались для вычислений, например, в физике материалов и частиц высоких энергий, причем таким способом, который вскоре может конкурировать или превзойти лучшие традиционные вычислительные методы.

Традиционно считается, что несколько приложений особенно подходят для квантовых компьютеров, но и здесь еще есть над чем поработать. Например, Пранав Гохале в флексияфирмы, которая строит квантовые устройства из чрезвычайно холодных атомов, представленных на основе классического алгоритма – Алгоритм Шора – это может быть использовано для взлома большей части шифрования, используемого современными банками. Работа представляет собой первую реализацию версии алгоритма Шора на логические кубиты – компоненты квантового компьютера защищены от ошибок. Однако эта демонстрация все еще не достигла той вычислительной сложности и вычислительной мощности, которые необходимы для простой расшифровки зашифрованной информации в реальном мире, что подчеркивает, насколько значительные улучшения аппаратного и программного обеспечения все еще необходимы, несмотря на недавний прогресс.

Голландский стартап QuantWare представил возможное решение большой аппаратной проблемы отрасли – увеличение размера квантовых компьютеров, что сделало бы их более мощными в вычислительном отношении, не делая их менее надежный. Архитектура квантового процессора компании обещает включать 10 000 кубитов, изготовленных из сверхпроводящих схем, что примерно в сто раз больше, чем имеют наиболее используемые в настоящее время сверхпроводящие квантовые компьютеры. Мэтт Рейлаарсдам В QuantWare говорят, что первые устройства такого размера смогут полностью работать в течение двух с половиной лет. Несколько других фирм, таких как IBM и Quantinuum, стремятся создать большие квантовые компьютеры на основе аналогичные срокиа QuEra планирует создать 10 000 кубитов из ультрахолодных атомов всего за год, поэтому конкуренция будет такой же жесткой, как и инженерные задачи.

Согласно прогнозам, отрасль будет продолжать расти: с $1,07 млрд глобальных инвестиций в 2024 году до примерно $2,2 млрд в 2027 году. опрос индустрии квантовых вычислений, проведенный Hyperion Research.

«Больше людей получают доступ к квантовым компьютерам, чем когда-либо прежде, и у меня есть подозрение, что они будут делать с ними такие вещи, о которых мы даже не могли подумать», — сказал он. Джейми Гарсия в IBM.