Общественно-политический журнал

 

Квантовые компьютеры станут привычными уже через пять лет, но традиционные компьютеры они не сразу заменят

Руководитель исследовательского отдела IBM Research Дарио Джил считает, что квантовые компьютеры будут следовать той траектории развития, что и классические. Сначала это будут очень сложные с технической точки зрения аппараты, управляться с которыми смогут только узкие специалисты. Постепенно они начнут упрощаться и становиться понятнее простому пользователю.

Сейчас те, кто хочет использовать квантовые компьютеры для исследований, не могут обойтись без знания квантового программирования. Однако вскоре все, что им понадобится, это открытая библиотека приложений — нечто вроде квантового GitHub — и несколько строчек кода. Так считает Дарио Джил, директор IBM Research.

«Я предсказываю, что квантовые компьютеры пройдут тот же путь развития, какой прошли и классические за несколько десятилетий — только гораздо быстрее, всего за ближайшие десять лет», — написал Джил в Scientific American.

Десять лет назад было всего несколько десяткой исследовательских команд, способных писать код для квантовых машин. Когда IBM запустила онлайн-платформу Quantum Experience в 2016, открыв свободный доступ к квантовым процессорам через облако, их число возросло до нескольких тысяч всего за неделю. Четыре года спустя число программистов, экспериментирующих с квантовыми алгоритмами, составило сотни тысяч. А скоро их станет миллионы.

Сначала появляются энтузиасты-программисты, затем разработчики и, наконец, библиотеки квантовых схем как естественное продолжение современной экосистемы софта.

Сегодня энтузиасты должны знать язык квантового программирования, вентилей и схем. Без этого писать код они не смогут. Но это временное явление. Со временем разработчики начнут создавать все больше схем для разных целей, от машинного обучения до оптимизации и научных исследований. Так появятся библиотеки квантового софта. Можно будет просто взять оттуда код, и система сама выполнит все необходимое через размещенные в облаке квантовые процессоры. А результат появится на мониторах старых добрых классических компьютеров.

По мнению Арвинды Кришны, главы IBM, квантовые компьютеры станут привычной частью нашей жизни уже через пять лет.  Традиционные компьютеры они еще долго не заменят, но уже скоро существенно упростят создание новых материалов, например, для эффективных и долговечных аккумуляторов.

Квантовым компьютерам нужен и квантовый интернет

Китайские ученые планируют создать в ближайшие пять лет систему наземно-космических оптоволоконных коммуникаций.

«В ближайшее время мы планируем расширить нашу сеть квантовой связи на всю территорию Китая», - заявил Сю Фейху.

Одна из главных проблем в работе современных систем квантовой связи заключается в том, что свет постепенно угасает при движении через оптоволокно. По этой причине расстояние между узлами квантовых сетей на текущий момент времени составляет в лучшем случае около 200-300 километров при использовании наземных систем передачи данных.

Физики пытаются решить эту проблему двумя путями. С одной стороны, ее можно обойти, создав так называемые повторители квантовых сигналов - устройства, способные считать поступающие в них квантовые сигналы, усилить их и отправить адресату, не нарушая целостности данных. Как отметил Сю Фейху, в этой области был достигнут существенный прогресс, однако первые промышленные системы такого рода, по его оценкам, появятся примерно через десять лет.

С другой стороны, повысить дальность передачи квантовой информации можно, обмениваясь данными не через наземные оптоволоконные кабели, а через спутники связи. В частности, еще в сентябре 2016 года Сю Фейху и его коллеги запустили подобный аппарат, орбитальный зонд «Мо-Цзы», и успешно использовали его для проведения первых «межконтинентальных» сессий защищенной квантовой связи.

«Важно понимать, что наша квантовая инфраструктура состоит из двух компонентов - не только спутника, но и обширной наземной сети, которая сейчас соединяет Пекин и Шанхай. Сейчас ее длина составляет около 2 тысяч километров, однако в ближайшее время мы планируем расширить ее и примерно через пять лет выйти за пределы границ Китая», - продолжил физик.

Аналогичным образом Китай планирует в ближайшее время вывести на орбиту группировку спутников, которые будут поддерживать работу расширенной наземной части «квантового интернета» и станут основой первой космической квантовой сети. В отличие от «Мо-Цзы», эти аппараты будут работать на более высокой орбите, что позволит им дольше поддерживать связь со станциями на Земле.

Вдобавок китайские ученые и инженеры разрабатывают системы квантовой связи на базе наноспутников и мини-станций связи, которые, как считает Сю Фейху, сделают «квантовый интернет» доступным для коммерческого использования как на орбите, так и на поверхности планеты.