Новости
Ученый Илья Семериков — лауреат премии «Вызов», кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией Физического института им. П. Н. Лебедева РАН и внешний исследователь Российского квантового центра — в рамках Международного фестиваля молодежи заявил, что Россия — среди мировых лидеров по кудитам, но массовая эра квантовых компьютеров еще не наступила.
По его словам, сегодня машина для вычислений использует не привычные транзисторы, а отдельные атомы. Но главное его отличие не в скорости, а в количестве шагов.
«Квантовый компьютер не считает быстрее, он делает меньше шагов для решения той же задачи», — подчеркивает Илья Семериков.
Это открывает доступ к принципиально иным алгоритмам, которые невозможно запустить на классических компьютерах.
Отдельная тема — кудиты, многоуровневые квантовые системы. Их использования позволяет заметно снизить число элементарных операций, которые нужно выполнить для реализации алгоритма. Именно в этом направлении Россия, по словам эксперта, входит в число мировых лидеров. Однако практическое применение квантовых компьютеров пока ограничено шумами
«На сегодня квантовые компьютеры ограничены шумами. Они могут сделать не слишком много шагов. Если говорить прямо, недостаточно шагов, чтобы решить любую полезную задачу», — признал ученый.
Лучшие современные системы дают примерно одну ошибку на 10 тысяч операций, тогда как классические компьютеры ошибаются раз на 10 в 21-й степени операций. Для полезных задач нужен уровень погрешности порядка 10 в минус шестой степени — 10 в минус девятой.
Путь к этому понятен — квантовая коррекция ошибок. Объединяя несколько десятков или сотен кубитов в один логический, можно снизить общий уровень ошибок. Прогресс ученые уже наблюдают. Если год назад речь шла о трех девятках достоверности, то сейчас — о четырех. В ближайшее время в мире ожидают экспериментальную коррекцию ошибок на многокубитных системах, и это станет важным шагом.
Первыми полезными задачами, вероятно, станут расчеты в химии. Молекулы состоят из атомов, которые взаимодействуют по законам квантовой механики, — это роднит их с квантовыми процессорами. Алгоритмы обещают моделирование соединений с сотнями и тысячами атомов. Но конкуренцию здесь могут составить нейросети и машинное обучение, уже применяемые для предсказания взаимодействия белков.
Семериков подчеркнул, что сегодня квантовый компьютер не решает быстрее классического ни одну задачу. Внедрения в компаниях носят пилотный характер и касаются задач меньшей размерности. Предсказать конкретные сценарии на 10–20 лет вперед сложно, а история с нейросетями показала, что фундаментальные исследования могут дать практический выход лишь через десятилетия. Настоящий прорыв станет понятен после создания достаточно большого квантового компьютера, на котором начнут ставить натурные эксперименты.
«Чего мы не знаем на сегодня: не помогут ли с этим нейросети раньше, чем квантовый компьютер?», — отмечает эксперт.
Конечно, отдельный момент этого — финансирование российской квантовой программы. Оно примерно в 30 раз меньше, чем объем квантовой программы Китая, похожая ситуация и с США. Поэтому отечественные проекты вынуждены быть более сфокусированными. Тем не менее в области многоуровневых систем у России есть сильные результаты и позиции одних из лидеров. В финале встречи прозвучало предложение через 10–15 лет вернуться к этому разговору, сравнить прогнозы и оценить будущее, которое, как надеются участники, окажется успешным.
