Возможно ли создание квантового компьютера? ученые говорят, что нет

Следующий уровень. Квантовые однокубитные гейты Паули

Попробуем сравнить классические и квантовые вычисления в более серьезных задачах. Для этого нам потребуется еще немного теоретических знаний.

В квантовых вычислениях обрабатываемая информация закодирована в квантовых битах – так называемых кубитах. В простейшем случае кубит, как и классический бит, может находиться в одном из двух базисных состояний: |0⟩ (краткое обозначение для вектора 1|0⟩ + 0|1⟩) и |1⟩ (для вектора 0|0⟩ + 1|1⟩). Квантовый регистр представляет собой тензорное произведение векторов кубит. В простейшем случае, когда каждый кубит находится в одном из базисных состояний, квантовый регистр эквивалентен классическому. Регистр из двух кубит, находящихся в состоянии |0>, можно расписать в таком виде:

(1|0⟩ + 0|1⟩)*(1|0⟩ + 0|1⟩) = 1|00⟩ + 0|01⟩ + 0|10⟩ + 0|11⟩ = |00⟩.

Для обработки и преобразования информации в квантовых алгоритмах используются так называемые квантовые вентили (гейты). Они представляются в виде матрицы. Для получения результата применения гейта, нам необходимо умножить вектор, характеризующий кубит, на матрицу гейта. Первая координата вектора – множитель перед |0⟩, вторая координата – множитель перед |1⟩. Матрицы основных однокубитных гейтов выглядит так:

А вот пример применения гейта Not:

X * |0⟩ = X * (1|0⟩ + 0|1⟩) = 0|0⟩ + 1|1⟩ = |1⟩

Множители перед базисными состояниями называются амплитудами и являются комплексными числами. Модуль комплексного числа равен корню из суммы квадратов действительной и мнимой частей. Квадрат модуля амплитуды, стоящей перед базисным состоянием, равен вероятности получить это базисное состояние при измерении кубита, поэтому сумма квадратов модулей амплитуд всегда равна 1. Мы могли бы использовать произвольные матрицы для преобразований над кубитами, но из-за того, что норма (длина) вектора всегда должна быть равна 1 (сумма вероятностей всех исходов всегда равна 1), наше преобразование должно сохранять норму вектора. Значит преобразование должно быть унитарным и соответствующая ему матрица унитарной. Напомним, что унитарное преобразование обратимо и UU†=I.

Для более наглядной работы с кубитами их изображают векторами на сфере Блоха. В такой интерпретации однокубитные гейты представляют собой вращение вектора кубита вокруг одной из осей. Например гейт Not (X) поворачивает вектор кубита на Pi относительно оси X. Таким образом, состояние |0>, представляемое вектором, направленным строго вверх, переходит в состояние |1>, направленное строго вниз. Состояние кубита на сфере Блоха определяется формулой cos(θ/2)|0⟩+eiϕsin(θ/2)|1⟩

В квантовых алгоритмах используется обычная логика, которой пользуются люди со времен Аристотеля или какая-то своя, квантовая?

Логика Аристотеля — это область философии. А под компьютерной логикой имеются в виду довольно конкретные и специализированные правила обработки информации. Когда информация представлена в двоичном виде с ней работают одним образом, но в квантовых компьютерах информация не двоична, поэтому и вычислительная логика там иная.

Какие-то похожие на классическую вычислительную логику операции есть и в квантовой: например, операция «отрицание» переводит систему из одного состояния в другое. Есть операции, которые по названию схожи с классическими, но работают по-другому, так как оперируют совершенно другими данными. Например, есть типичные операции, связанные с изменением состояния двух кубитов, так называемые двух-кубитные гейты. Используются и операции, которых нет в классическом компьютере — «условное отрицание», когда состояние одного кубита меняется в зависимости от состояния другого.

Квантовая запутанность. Теорема Белла. Спор разрешён?

Джон Клаузер, будучи ещё аспирантом Колумбийского университета, в 1967 отыскал забытую работу ирландского физика Джона Белла. Это была сенсация: оказывается Беллу удалось вывести из тупика спор Бора и Энштейна . Он предложил экспериментально проверить обе гипотезы. Для этого он предложил построить машину, которая бы создавала и сравнивала много пар запутанных частиц. Джон Клаузер принялся разрабатывать такую машину. Его машина могла создавать тысячи пар запутанных частиц и сравнивать их по разным параметрам. Результаты экспериментов доказывали правоту Бора.

А вскоре французский физик Ален Аспе провёл опыты, один из которых касался самой сути спора между Энштейном и Бором. В этом опыте измерение одной частицы могло прямо повлиять на  другую только в случае, если сигнал от 1-й ко 2-й прошёл бы со скоростью, превышающей скорость света. Но сам Энштейн доказал, что это невозможно. Оставалось только одно объяснение – необъяснимая, сверхъестественная связь между частицами.

Направление 3. Задачи поиска

Самых больших успехов квантовые компьютеры добились пока в задачах поиска. Так, 23 августа 2012 года появилось сообщение, что 128-кубитовый D-Wave One успешно справился с поставленной задачей — нашел трехмерную структуру белка по 100 известной последовательности его аминокислот.

Еще раньше в офис D-Wave Systems с чуть более понятным для обычного человека запросом обратилась компания NASA. Они хотели, чтобы квантовый компьютер занялся вполне привычным делом, но в непривычной обстановке — проложил маршрут из точки A в точку Б для марсохода Curiosity. Чем закончился тот визит, доподлинно не известно, но спустя некоторое время NASA, Google и D-Wave создали совместную лабораторию квантового искусственного интеллекта.

Квантовому компьютеру по плечу почти любая задача поиска: найти нужный номер телефона в пухлом справочнике или неожиданную закономерность в финансовых данных становится делом нескольких секунд. Современный американский физик Сет Ллойд даже создал универсальный алгоритм для 70-кубитного процессора, который может искать нужные последовательности в огромной базе расшифрованных генов всего человечества (геном одного человека содержит примерно 0,25 гигабайта информации) — если такая база когда-либо будет создана; или заменить собой гугл и яндекс — уже сейчас.

Легенда гласит, что Сет даже рассказал руководителям Google о своей идее квантового поисковика, случайно оказавшись с ними в одном джакузи, но те не приняли вызов. Кроме невероятной эффективности, алгоритм обладал еще одной особенностью: он делал все запросы и действия пользователя абсолютно невидимыми для постороннего — квантовый компьютер не позволяет подсматривать за своей работой. Впрочем, Ллойд вряд ли расстроился. Он все равно считает, что вся Вселенная — это огромный квантовый компьютер.

Почему квантовые компьютеры угрожают биткоину?

Блокчейн биткоина и других криптовалют защищен криптографическими алгоритмами. Они предотвращают ошибки в сети, взломы и двойное расходование монет. Благодаря этим алгоритмам блокчейны практически невозможно взломать с помощью традиционных компьютеров. 

В сетях, основанных на PoW-алгоритме консенсуса, новые монеты добываются с помощью майнинга — процесса, при котором вычислительное оборудование решает специальные сложные математические задачи на скорость. Квантовые компьютеры будут в миллион раз мощнее нынешних. Смогут ли они взломать приватные ключи и лишить блокчейны безопасности? Ответ утвердительный, но все не так страшно. 

Согласно исследованию экспертов Deloitte, входящей в «большую четверку» консалтинговых компаний мира, «квантовые компьютеры несут серьезный вызов безопасности блокчейна Bitcoin» — они могут быть настолько мощными, что смогут отменять транзакции и тратить несуществующие монеты. 

Эксперты отмечают, что самая уязвимая перед квантовыми компьютерами часть блокчейна — это цифровые подписи, которые применяются для подписания транзакций майнерами. Их алгоритм основан на эллиптической кривой (ECDSA). Чтобы взломать цифровые подписи, простым компьютерам понадобились бы сотни миллионов лет. А вот квантовое устройство может сделать это за минуты. 

Разные типы биткоин-адресов по-разному устойчивы перед квантовыми вычислениями. Сатоши Накамото создал два типа биткоин-адресов: P2PK (Pay-to-Public-Key) и P2PKH (Pay-to-Public-Key Hash). Считалось, что P2PK-кошельки будут уязвимы перед квантовым компьютером, так как с его помощью можно вычислить приватный ключ из публичного ключа. Единственное средство этого избежать — не афишировать публичный ключ до того, как монеты на нем будут потрачены, и не использовать одни и те же адреса повторно. 

Предполагалось, что P2PKH-кошельки, в которых цифровая подпись создана на базе приватного ключа, будут устойчивыми перед квантовыми вычислениями. Однако эксперты Deloitte отмечают, что квантовые компьютеры смогут взломать оба вида адресов, если они использовались более одного раза. При этом P2PKH-адреса, которые никогда не использовались для траты биткоинов, останутся защищены. Это означает, что если вы переведете свои биткоины на новый P2PKH-адрес, то они не должны быть уязвимы для квантовой атаки. Проблема в том, что перевод монет займет около 10 минут. По современным оценкам, квантовому компьютеру потребуется от 30 минут до 8 часов, чтобы вычислить приватный ключ. Но если квантовые устройства смогут делать это быстрее, чем за 10 минут, то блокчейн Bitcoin будет фактически взломан. 

По оценкам аналитиков Deloitte, если бы квантовый компьютер уже существовал, перед ним было бы уязвимо примерно 4 млн ВТС — 21% от общего количества добытых монет. 

Согласно данным аналитиков, многие владельцы уязвимых биткоинов потеряли свои приватные ключи. Считается, что до 3 млн монет могут быть потеряны навсегда, но с помощью квантового компьютера их можно было бы вывести из кошельков. 

Что касается майнинга в сети Bitcoin, то за него переживать не стоит. Из-за особенности алгоритма хеширования SHA-256, используемого для майнинга, добыча биткоина квантовыми компьютерами не эффективна — современные ASIC справляются с этим лучше. То есть квантовые компьютеры нельзя использовать для получения конкурентного преимущества в майнинге. Так что подобного развития событий не стоит бояться. 

Изменить в блокчейне данные о транзакциях с помощью квантовых компьютеров тоже не выйдет, ведь это возможно только при одобрении большинства участников сети. 

Квантовые компьютеры несут другую опасность. Они могут угрожать не только блокчейну и криптовалютам, но и любым системам, использующим шифрование. Например, они могут взломать любой пароль и сайт в интернете, коды безопасности от ядерного вооружения или, например, всю финансовую систему. 

Поэтому ведущие державы мира вкладывают миллиарды долларов в разработки квантовых компьютеров — никто не хочет проиграть в этой новой гонке вооружений. Еще в 2015 году Агентство национальной безопасности США заявило, что планирует перевести свои Системы национальной безопасности на постквантовую криптографию с открытым ключом. В последние несколько лет американское агентство сотрудничало с лидерами отрасли, чтобы убедиться, что у него достаточно квантово-устойчивых алгоритмов, готовых защитить системы безопасности США.

Как добраться до квантового компьютера

Помимо этого, мы хотим улучшить качество кубитов, что поможет нам протестировать алгоритмы и создать нашу систему. Качество относится к точности, с которой информация передается со временем. Хотя многие части такой системы улучшат качество, самые большие успехи будут достигнуты благодаря разработке новых материалов и улучшению точности микроволновых импульсов и другой управляющей электроники.

Недавно Подкомитет по цифровой торговле и защите прав потребителей США провел слушания о квантовых вычислениях. Что законодатели хотят знать об этой технологии?

Есть несколько слушаний, связанных с разными комитетами. Если взять квантовые вычисления, можно сказать, что это технологии вычислений следующих 100 лет. Для США и других правительств вполне естественно интересоваться их возможностью. У Евросоюза есть план на много миллиардов долларов по финансированию квантовых исследований по всей Европе. Китай прошлой осенью анонсировал исследовательскую базу на 10 миллиардов долларов, которая займется квантовой информатикой. Вопрос ведь в чем: что мы можем сделать как страна на национальном уровне? Национальная стратегия квантовых вычислений должна быть в ведении университетов, правительства и промышленности, работающих совместно над разными аспектами технологии. Стандарты определенно необходимы с точки зрения коммуникаций или архитектуры программного обеспечения. Рабочая сила также представляет проблему. Сейчас, если я открываю вакансию эксперта по квантовым вычислениям, две трети заявителей, вероятно, будут не из США.

Великая квантовая гонка

Аналитики утверждают, что IBM в настоящее время лидирует в гонке квантовых вычислений благодаря ограниченной коммерческой доступности IBM Q System One. Поскольку доступ к нему осуществляется через облако, IBM может поддерживать эти особые условия, чтобы этот квантовый компьютер функционировал, в то же время позволяя избранным клиентам им пользоваться.

«Я думаю, что раскачивается, — сказал аналитик Брисс. — Я думаю, что модель квантовых вычислений в качестве сервиса — верная модель. Поместив ее в контейнер и обращаясь с конкретными задачами, они действительно пытаются улучшить его качество».

Сара Шелдон и Пэт Гуманн из IBM работают над рефрижератором растворения, который охлаждает квантовые компьютеры. Фото: IBM

При этом аналитики отмечают, что у любого из игроков этого рынка может произойти прорыв в любой момент, который позволит ему вырваться вперед, и что это по-прежнему необходимое соперничество.

Разные IT — гиганты по-разному подходят к это проблеме. Intel, IBM, Google и стартап квантовых вычислений Rigetti строят системы, созданные на основе сверхпроводящих схем, опираясь на современные суперкомпьютеры.

Microsoft использует совершенно другой и, возможно, более рискованный подход, пытаясь создать лучший кубит. Топологический кубит, который пытается создать Microsoft, фрагментирует электроны для хранения информации в нескольких местах одновременно, делая ее более стабильной и менее подверженной разрушению. По словам аналитика Хопкинса, это менее надежно, чем то, что пытаются создать его конкуренты, но результат станет важным шагом вперед для всей области квантовых вычислений.

«Они ввязались в авантюру и многие считают, что им это никогда не удастся», — заявляет Хопкинс.

Что касается авантюр, такие стартапы, как IonQ и D-Wave, делают ставку на передовые технологии, такие как ионное улавливание и квантовый отжиг. Проще говоря, пытаются разными способами добиться большей производительности и стабильности от каждого кубита, используя совершенно новый методы.

«Это позволяет нам создавать квантовый компьютер, который решает сложные задачи и непрерывно прогрессирует в этом», — заявил Business Insider Марк Джонсон, вице-президент по проектированию и разработке процессоров и квантовых продуктов в D-Wave.

Специалист по квантовым технологиям IBM прогуливается по вычислительному центру IBM Q в исследовательском центре Томаса Дж. Уотсона в Йорктаун-Хайтс, Нью-Йорк. Фото: Конни Чжоу для IBM

Квантовая механика. Значение квантовой механики

Квантовая механика имеет важное значение для понимания поведения систем в атомных и меньших масштабах расстояний. Если бы физическая природа атома описывалась исключительно классической механикой, то электроны не должны были вращаться вокруг ядра, так как орбитальные электроны должны испускать излучение (вследствие кругового движения) и в конечном итоге сталкиваться с ядром из-за потери энергии на излучение

Такая система не могла объяснить устойчивость атомов. Вместо этого электроны находятся в неопределенных, недетерминистических, размазанных, вероятностных корпускулярно-волновых орбиталях около ядра, вопреки традиционным представлениям классической механики и электромагнетизма.

Первоначально квантовая механика была разработана для лучшего объяснения и описания атома, особенно различий в спектрах света, излучаемых различными изотопами одного и того же химического элемента, а также описания субатомных частиц. Короче говоря, квантово-механическая модель атома оказалась поразительно успешной в той области, где классическая механика и электромагнетизм оказались беспомощны.

Проблемы технологии

Использовать весь потенциал не получается по причине наличия проблемных моментов. Какие-то удалось решить, но лишь частично. К главным относят:

  • при множественных вычислениях происходит накопление ошибок;
  • высокая чувствительность к окружению, неконтролируемое вступление во взаимодействие;
  • узнать, в каком состоянии кубиты пребывают изначально, очень сложно;
  • точно так же непросто создавать системы из множества кубитов.

Из-за того, что кубиты становятся нестабильными, любое квантовое состояние крайне хрупкое. Всякое воздействие извне приводит к разрушению связей, а таких воздействий может быть множество: повышение или понижение температуры на сотую долю градуса, либо проход мимо случайного фотона. Чтобы решить вопрос с температурой, создают специальные саркофаги, внутри которых среда чуть выше абсолютного нуля — минус 273,14 градусов по Цельсию. Обеспечивается полная изоляция от любого воздействия окружающей среды.

Возможны ошибки. Все квантовые вычисления относятся по своей природе к вероятностным. Поэтому вынесенное решение не может быть на 100% правдивым. К тому же сами по себе вычисления на основе квантов проводятся с высокой долей ошибки. И даже если все пройдет верно, то можно ошибиться при считывании окончательного результата. Наукой предусмотрены стандартные методики исправления ошибок, это усреднение и дублирование вычислений. В среде квантов данные методики не работают, так как актуальна теорема о запрете клонирования. Здесь нужные особенные методики коррекции.

Квантовые стартапы

Рост потока квантовых вычислений вызвал волну интереса инвесторов к связанным стартапам. По оценкам Роберта Сютора из IBM, в мире существует около 100 стартапов в области квантового программного обеспечения, аппаратного обеспечения и даже консалтинга. Это мало по сравнению с огромным рынком стартапов, но гораздо больше, чем раньше.

«Я в этой сфере очень долго, с самого начала, — заявил Монро из IonQ

— Долгое время она находилась в зачаточном состоянии, пока 5-8 лет назад не обратила на себя внимание, и привлекла огромные инвестиции. Стало понятно, что время пришло»

Крис Монро, генеральный директор и соучредитель стартапа квантовых вычислений IonQ. Фото: IonQ

Некоторые, как Rigetti, готовы сражаться на равных с техническими титанами, располая собственными квантовыми чипами и искусными системами квантовых вычислений.

«Это основа нашего бизнеса», — сообщила Business Insider Бетси Масиелло, вице-президент по продуктам в Rigetti. — В квантовом пространстве существует множество компаний, которые работают над программными приложениями в области квантовых вычислений. Мы производим микросхемы и строим вычислительные системы».

Мэтью Кинселла, управляющий директор Maverick Ventures, говорит, что он настроен оптимистично относительно области квантовых вычислений. Его компания зашла так далеко, что инвестировала в ColdQuanta, компанию, которая производит оборудование, применяемое в квантовых системах. Он ожидает, что через пять-десять лет квантовые компьютеры превзойдут сегодняшние системы. Maverick Ventures сделал ставку на долгосрочную перспективу.

“Я действительно верю в квантовые вычисления, хотя это может занять больше времени, чем ожидалось, прежде чем квантовый компьютер станет лучше, чем традиционный компьютер для решении повседневных задач. Скорее всего в ближайшие несколько лет мы будем получать преимуществах квантовых компьютеров в решении задач малого масштаба”, — сказал Кинселла.

D-Wave’s 2000Q Systems лаборатории. Фото: D-Wave

Кинселла, как и аналитики, с которыми мы говорили, в ожидании так называемой «квантовой зимы». Вокруг квантовых компьютеров может быть ажиотаж, но люди обнадеживают сами себя, предупреждают эксперты. Машины еще не совершенны, и пройдут годы, прежде чем инвесторы увидят результаты.

2020

Анонс квантового компьютера Honeywell System H1

В конце октября 2020 года Honeywell представила квантовый компьютер System H1, который имеет 10 кубитов. По сообщению американской компании, система обеспечивает удвоенную производительность за счет квантового объема, увеличенного до 128. Подробнее здесь.

Начало использования квантового компьютера Honeywell

В июне 2020 года Honeywell сообщила о запуске, как утверждает компания, самого мощного квантового компьютера в истории. Систему уже начали использовать несколько клиентов, среди которых — банк JP Morgan Chase.

Как рассказал изданию ZDNet, президент подразделения Quantum Solutions Тони Аттли (Tony Uttley), квантовая машина применяется в задачах, выполнять которые на традиционных компьютерах очень сложно.

Honeywell представила самый мощный квантовый компьютер в истории

Ядро системы Honeywell представляет собой стальную сферу размерами с баскетбольный мяч, охлаждённую до температуры чуть выше абсолютного нуля (–262,7 °C). Внутри сферы находятся ловушки ионов, каждая из которых имеет размер с монету 25 центов США (24,3 мм). Ион играет роль кубита, а управляется он лазером, который направлен на ловушку заряда извне сферы через небольшое стеклянное окошко. По сути кубит плюс лазер ― это аналог транзистора в классическом понимании.

В своём сообщении Honeywell упоминает термин «квантовый объем» — параметр, который характеризует не разрядность компьютера, вызывающую аналогии с обычными вычислительными системами, а производительность. Дело в том, что на работу квантового компьютера влияет множество факторов, которые отрицательно влияют на производительность. В частности, это частота ошибок вычисления и степень подключенности кубита, которая выражает связь между возможностями квантового оборудования и способностью системы распределять рабочие нагрузки.

Квантовый компьютер Honeywell создавался на охраняемом объекте площадью 140 кв. м в городе Боулдер, штат Колорадо. Основу самого мощного квантового компьютера в истории составляет стальная камера размером с баскетбольный мяч. С помощью жидкого гелия она охлаждается до близкой к абсолютному нулю температуры, при которой атомы перестают двигаться. Для проведения квантовых вычислений атомами, находящимися внутри стальной камеры, управляют с помощью импульсов лазерного света.

Honeywell выходит на рынок квантовых компьютеров

В начале марта 2020 года Honeywell International объявила, что присоединяется к гонке по созданию квантового компьютера. Компания готовится к выпуску самой мощной системы в мире.

Производитель промышленного оборудования для аэрокосмического сектора утверждает, что его квантовый компьютер удвоит производительность самой мощной из существующих сегодня квантовых машин. Новая система будет обладать производительностью 64 кубита, в то время как самый быстрый квантовый компьютер, созданный IBM, имеет показатель в 32 кубита.

Honeywell International объявила, что присоединяется к гонке по созданию квантового компьютера

Honeywell добилась подобного результата, используя новую архитектуру с захваченными ионами. В квантовом компьютере с запертыми ионами кубиты заряжены атомными частицами, подвешенными в вакуумной камере, и вычисления выполняются путем манипулирования этими частицами с помощью лазеров. В частности, в качестве кубитов используются ионы иттербия-171 (171Yb+) а чтобы отводить от них избыточную энергию, применяются ионы бария-138 (138Ba+).

По словам компании, подход с использованием ловушек-ионов делает кубиты системы более долговечными, чем в системах, разработанных IBM и . Это означает, что они могут выполнять вычисления с меньшим временем простоя, что повышает общую скорость обработки. Кубиты также могут взаимодействовать таким образом, чтобы ускорить квантовые алгоритмы.

Кроме того, Honeywell утверждает, что система с ловушками-ионами легко масштабируема. По словам инженеров, объем производства машин будет расти в 10 раз ежегодно, что к 2025 году обеспечит прирост производительности в 100 000 раз.

Honeywell отметила, что над созданием нового компьютера работает более сотни специалистов. Кроме того, венчурный фонд Honeywell Ventures уже вложил деньги в стартапы Cambridge Quantum Computing и Zapata Computing, занятые разработкой программ для квантовых компьютеров.

Промежуточные выводы

Запустив оба примера, мы получим один и тот же результат. На квантовом компьютере это займет больше времени, потому что необходимо провести дополнительную компиляцию в квантовоассемблерный код и отправить его на исполнение в облако. Использование квантовых вычислений имело бы смысл, если бы скорость выполнения их элементарных операций – гейтов – была бы во много раз меньше чем в классической модели.

Измерения специалистов показывают, что выполнение одного гейта занимает около 1 наносекунды. Так что алгоритмы для квантового вычислителя должны не копировать классические, а по максимуму использовать уникальные свойства квантовой механики. В следующей статье мы разберем одно из основных таких свойств — квантовый параллелизм — и поговорим о квантовой оптимизации в целом. Затем определим наиболее подходящие сферы для квантовых вычислений и расскажем об их применении.

Квантовые компьютеры

  • Квантовые компьютеры — чрезвычайно захватывающая технология, подающая надежды на создание мощных вычислительных возможностей для решение ранее неразрешимых проблем.
  • Эксперты утверждают, что IBM лидировала в области квантовых вычислений, поэтому Google, Intel, Microsoft и множество стартапов находятся под ее влиянием.
  • Инвесторов привлекают стартапы в области квантовых вычислений, в их числе IonQ, ColdQuanta, D-Wave Systems и Rigetti, которые смогут изменить этот рынок.
  • Однако, есть загвоздка: современные квантовые компьютеры, как правило, не так мощны и не так надежны, как существующие сегодня суперкомпьютеры, а также им требуются особенные условия для запуска и загрузки.

В январе IBM произвела фурор, когда объявила о выпуске IBM Q System One, первой в мире модели квантового компьютера доступной для бизнеса. Устройство, было помещено в гладкий стеклянный корпус объемом 9 кубических футов.

Это важная веха для квантовых компьютеров, которые до сих пор располагаются в исследовательских лабораториях. По мнению IBM, покупатели уже намерены взять в свои руки эту технологию, подающую надежды в разных областях: химии, материаловедении, производстве продуктов питания, авиакосмической промышленности, разработке лекарств, прогнозировании фондового рынка и даже в борьбе с климатическими изменениями.

IBM Q System One. Фото: IBM

Причина волнений заключена в том, что квантовый компьютер обладает, казалось бы, магическими свойствами, которые позволяют ему обрабатывать экспоненциально большей информацией, чем обычная система. Квантовый компьютер не просто очень быстрый компьютер, точнее, это совершенно другая парадигма вычислений, которая требует радикального переосмысления.

Победителем в гонке технологий станет та компания, которая воспользуется возможностями, предоставляемыми этой технологией. IBM, Microsoft, Google и другие технические гиганты, а также стартапы делают ставку на эту технологию.

Business Insider задал пару вопросов вице-президенту IBM Q Strategy and Ecosystem Бобу Сютору о том как сделать эти системы доступными для людей: как люди получат к ним доступ? Каким образом множество людей сможет научиться использовать квантовые компьютеры для выполнения своих задач?

Мало шансов увидеть квантовые компьютеры в офисе в ближайшее время. Эксперты, с которыми мы поговорили, считают, что, несмотря на то, что они доступны IBM, пройдет еще пять-десять лет, прежде чем квантовые вычисления действительно станут мейнстримом. IBM Q System One в настоящее время доступна только в качестве службы облачных вычислений для избранных покупателей. Пройдет еще какое-то время, прежде чем что-то подобное люди смогут приобрести и заставить работать в личных целях.

Действительно, эксперты уверяют, что квантовые компьютеры подают большие надежды, но они далеки от массового производства. Они чрезвычайно хрупкие и требуют специальных условий для работы. Более того, квантовые компьютеры сегодня не так надежны и не так мощны, как компьютеры, которые у нас уже есть.

«Мы считаем, что примерно через десять лет квантовый компьютер изменит вашу жизнь или мою, — заявил Business Insider Джим Кларк, директор по квантовому оборудованию Intel. — На самом деле мы сейчас только на первой миле марафона. Это не значит, что мы не обеспокоены этим».