Новости
Не быстрее, а эффективнее
Квантовый компьютер использует для вычислений квантовые системы — например, отдельные атомы. При этом его главное отличие от обычного компьютера не в скорости работы.
— Смысл квантового компьютера не в том, чтобы делать быстро шаги, а в том, чтобы делать меньше шагов, — объясняет кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией ФИАН Илья Семериков.
Кудиты — многоуровневые квантовые системы — позволяют дополнительно сократить количество операций, необходимых для выполнения алгоритма. Это особенно важно из-за главной проблемы современных квантовых компьютеров — шума.
Одна ошибка на десять тысяч операций
Сегодня квантовые системы очень чувствительны к окружающей среде. По словам Семерикова, лучшие квантовые компьютеры допускают примерно одну ошибку на десять тысяч операций.
— Казалось бы, всего одна ошибка на 10 000 операций — это очень хорошо. Но классический компьютер делает одну ошибку примерно на 10 в 21 степени операций, — говорит ученый.
Для появления действительно полезных квантовых вычислений уровень ошибок, по его оценке, нужно снизить. Один из способов — квантовая коррекция ошибок. Несколько физических кубитов объединяют в более устойчивую систему, что позволяет значительно снизить вероятность сбоя.
— Путь понятен. Физически возможен. Но это очень большая работа, — отмечает Семериков.
По его словам, в ближайшее время в мире могут появиться первые экспериментальные результаты по коррекции ошибок на многокубитных системах. Такой этап станет важным шагом для всей отрасли.
По словам Семерикова, лучшие квантовые компьютеры допускают примерно одну ошибку на десять тысяч операций. Фото: 1MI
Химия может стать первой сферой применения
Одной из первых областей, где квантовые компьютеры смогут решить реальные задачи, ученый считает химию.
Молекулы состоят из атомов, которые взаимодействуют по законам квантовой механики. Поэтому их моделирование хорошо подходит для квантовых вычислений. В перспективе речь может идти о соединениях, содержащих сотни и тысячи атомов.
Однако у квантовых компьютеров уже появился серьезный конкурент — искусственный интеллект. Нейросети позволяют решать некоторые задачи моделирования химических и биологических систем.
Россия делает ставку на кудиты
Российская квантовая программа значительно уступает по финансированию китайской и американской. Поэтому, считает ученый, российским исследователям приходится концентрироваться на отдельных направлениях.
Одно из них — кудиты. По словам Семерикова, именно в области многоуровневых квантовых систем российские специалисты сегодня входят в число мировых лидеров.
При этом точно сказать, когда начнется массовая эра квантовых компьютеров, пока невозможно. По мнению ученого, реальные возможности технологии станут понятны только после создания достаточно крупных машин и проведения на них практических экспериментов.
— Мы по-настоящему узнаем это после того, как будет построен достаточно большой квантовый компьютер и люди начнут ставить на нем натурные эксперименты, — говорит Семериков.
