Квантовый компьютер уменьшился до размеров обычного

Издание Cambridge Independent (первый печатный номер вышел в 1819-м году) называет привычную учёным конфигурацию квантового компьютера «огромной люстрой» — и это очень точное сравнение. Теперь же такая форма уходит в прошлое, и лет через пять-десять она окончательно станет реликтом — как ЭВМ на перфокартах. Стартап Riverlane, созданный при участии Кембриджского Университета, представил не только первый в мире квантовый чип, сопоставимый по габаритам с привычными процессорами Intel или AMD, но и первую в мире универсальную квантовую ОС — Deltaflow.OS.

Обе разработки сложно переоценить. В настоящий момент на планете существует немногим более 50-ти квантовых компьютеров. Всё это кастомные машины, собранные вручную. Соответственно, и программное обеспечение для них каждый раз пишет с нуля та группа учёных, инженеров и программистов, которая их создавала. Эпоха традиционных компьютеров начиналась также — с групп энтузиастов в лабораториях и с разных форматов. Вернее, самого понятия «формата» — такого, как Windows, iOS или Linux — физически не существовало.

Сегодня же Deltaflow.OS имеет высокие шансы стать первой универсальной операционной системой для первых коммерческих квантовых компьютеров. Стартап Riverlane работал в основном над программным обеспечением, в то время как чипом занимался американо-английский консорциум SEEQC. Как заявили не без гордости в SEEQC, им удалось поместить то, что ранее занимало целую комнату, на чип размером с монету — и заставить это корректно работать. В консорциуме подчёркивают, что этот лабораторный образец открывает дорогу к массовому промышленному производству таких процессоров.

Напомним о том, что квантовые компьютеры обрабатывают информацию в виде квантовых битов, или кубитов. Кубиты существуют сразу в двух состояниях, как кот Шрёдингера, что позволяет квантовому компьютеру не просто вычислять по бинарному принципу «ноль-единица», как это делают классические компьютеры, а предполагать. Столь высокую функцию можно сравнить уже с человеческим сознанием. И здесь ещё раз следует подчеркнуть ключевой факт: учёные наконец-то пошли по правильному пути — не увеличения «люстры», а уменьшения ключевых компонентов. Этот же путь проделали традиционные компьютеры.

Deltaflow.OS, в свою очередь, решает важнейший вопрос стандартизации. Сегодня все мы привыкли к тому, что и простейший офисный ПК, предназначенный в основном для работы с текстом, и мощнейшая графическая станция, просчитывающая трёхмерное видео в реальном времени, работают на Windows или iOS, но когда-то таких стандартов не было. Deltaflow.OS рассчитана на самые разные масштабы и мощности, и будет запускаться на любом квантовом компьютере.

Области применения квантовых компьютеров — прежде всего те, где традиционные не справляются в силу своей бинарности. Например, химия: она, мягко говоря, не очень хорошо имитируется при помощи законов математики. Квантовый же компьютер благодаря возможности предполагать и исследовать сотни миллионов вариантов одновременно (а не решать задачи строго последовательно), способен проводить виртуальные химические эксперименты. Сейчас средняя стоимость вывода одного нового лекарства на рынок составляет 1 миллиард долларов — в Riverlane утверждают, что эта сумма, а также минимальные сроки исследований, сократятся в десятки раз.

Ещё одна перспективная область разработок — новейшие аккумуляторные батареи. Почти все государства поставили перед собой цели радикального сокращения выбросов СО2 к 2030-му году, электромобили в развитых странах уже сейчас продаются рекордными темпами, поэтому альтернативные способы хранения энергии крайне востребованы. Между тем, правильная компоновка материалов для повышения эффективности аккумулятора — также задача из области химии, а не математики.

Финансы, кибербезопасность, логистика, метеорология — вот лишь небольшой список областей, в которых квантовые компьютеры могут намного опередить своих классических собратьев. Уже сейчас вместе с Riverlane над усовершенствованием Deltaflow.OS работают европейское подразделение Hitachi, всемирно известный дизайнер чипов Arm и компания Oxford Quantum Circuits. Речь здесь может идти о создании будущего аналога Microsoft. Сейчас это звучит как преувеличение, но ведь сама компания Гейтса начинала вообще с гаража.

Кстати, Hitachi Europe уже сейчас занимается конструированием квантового компьютера на новом чипе, причём конечной целью является создание комбинации из относительно доступного «железа» и интуитивно понятного интерфейса. Скорее всего, о продукте для дома говорить ещё рано, но квантовый компьютер для бизнеса, а не для лаборатории — это уже вполне реально при нынешнем уровне развития технологий.

Здесь стоит отметить, что Riverlane — один из самых успешных, но далеко не единственный участник гонки, которую во всемирно известном журнале Nature назвали «новой золотой лихорадкой». Десятки компаний находятся на разных этапах пути к так называемому «квантовому превосходству», идея коммерчески успешного квантового компьютера буквально витает в воздухе. В IBM считают, что человечество стоит на пороге Квантового Десятилетия, и в скором времени должна произойти самая значительная компьютерная революция более чем за 60 лет. Надо понимать, что в упомянутой гонке участвуют не только стартапы при университетах, но и IT-гиганты, не желающие потерять актуальность. И в случае развития квантовых компьютеров это только плюс: конкуренция — двигатель прогресса.