Какие перспективы для бизнеса принесут квантовые вычисления? Сбер совместно с партнерами — ФГУП «ВНИИА им. Н. Л. Духова» и Институтом искусственного интеллекта AIRI — изучил эту тему и представил масштабный аналитический доклад.
Сегодня один из серьезнейших фундаментальных вызовов для технологических компаний — это постоянный рост потребностей в вычислительных мощностях. Одним из ответов на этот вызов могут стать квантовые вычисления. Их главное преимущество в том, что они основаны совершенно на других принципах, чем традиционные, и будут использовать собственную аппаратную и математическую базу. Многие компании в таких отраслях, как химическая промышленность, банковское дело или автомобилестроение, уже начали инвестировать в развитие квантовых систем в надежде, что их практическое использование начнется в ближайшее время.
В сборнике «Квантовые вычисления: перспективы для бизнеса» эксперты оценили текущее состояние и сделали выводы о развитии квантовых вычислений, препятствиях и ограничениях, которые предстоит преодолеть на пути практического применения квантовых компьютеров в России и мире. В докладе также перечислили задачи, которые бизнес может решать с помощью квантовых вычислений, и сделали обзор ключевых игроков в этой сфере. Исследование будет полезно представителям бизнеса, институтов развития и научного сообщества.
По оценкам авторов доклада, в настоящее время в России и мире наблюдается стремительный рост интереса к квантовым вычислениям. Для решения сложных вычислительных задач, с которыми традиционные компьютеры не справляются, необходимо достижение порога мощности в 10 тысяч кубит.
Квантовый бит (кубит) — элементарная единица квантовой информации, аналог классического бита. Логический кубит представляет собой идеальную систему, у способную находиться как в двух различных состояниях 0 и 1, так и в их произвольной суперпозиции. В качестве физической реализации кубита могут выступать: сверхпроводниковые кубиты — планарные структуры из сверхпроводящего металла, фотоны, ионизированные или нейтральные атомы в ловушках. Физические кубиты не являются идеальными: записанная в них информация живет конечное время, называемое временем когерентности.
IBM уже представила 433-кубитный квантовый процессор Osprey, а в этом году готовится выпустить 1121-кубитный процессор Condor. Также в 2023 году должен появиться первый квантовый компьютер с модульной архитектурой IBM Quantum System Two. Google планирует показать своё устройство на 1000 кубит после 2025 года.
Но малое количество кубитов и пока недостаточно мощные механизмы коррекции ошибок не станут препятствием для тестового применения квантовых вычислений и получения первого представления об эффектах от них, считают авторы исследования.
Многие компании финансовой и нефтяной отраслей, а также автомобилестроения уже активно инвестируют в развитие квантовых вычислений. В таких разных направлениях — при моделировании финансовых рисков, разработке новых молекул или ускорении обработки больших данных — квантовые системы могут дать преимущество, как только станут немного надежнее, чем сейчас.
На сегодня в России в рамках Дорожной карты:
• Созданы экспериментальные образцы: 8-кубитного квантового процессора на сверхпроводниках, 4-кубитного квантового компьютера на основе фотонных чипов и 16-кубитного квантового компьютера на нейтральных атомах (МГУ им. М. В. Ломоносова + РКЦ).
• Представлен 16-кубитный процессор на ионах в ловушках на базе кудитов (ФИАН + РКЦ)». Отрабатывается точность квантовых логических операций каждого из кубитов и их попарных взаимодействий.
• Разработана демонстрационная схема 8-кубитного квантового симулятора на сверхпроводниках (МФТИ, МИСИС). По результатам 2022 г. в рамках работ по Дорожной карте на нём впервые в России реализован алгоритм машинного обучения.
Исследователи пришли к выводу, что очень важно не пропустить момент «квантового превосходства». Первые компании, которые его достигнут, получат уникальное стратегическое конкурентное преимущество, это приведёт к качественному скачку в эффективности существующих и потенциальных бизнес-моделей.
Подробно с исследованием можно ознакомиться по ссылке.
