Новости
О том, как устроены процессоры нового поколения и за счёт чего российская наука удерживает мировое лидерство в условиях финансового разрыва с Китаем и США, в интервью изданию «Росбалт» рассказал лауреат премии «Вызов», заведующий лабораторией ФИАН Илья Семериков.
Главное заблуждение обывателя — считать квантовый компьютер просто очень быстрым аналогом обычного. На самом деле это принципиально иное устройство. Если классические суперкомпьютеры увеличивают мощность за счёт частоты и параллельных вычислений, то квантовая машина радикально сокращает само количество операций, необходимых для решения задачи. Для расчётов она использует не кремниевые транзисторы, а одиночные атомы и ионы.
Квантовые системы невероятно хрупки и легко разрушаются от взаимодействия с окружающей средой. На сегодняшний день лучшие мировые образцы делают одну ошибку на 10 000 операций (уровень точности 10⁻⁴). Для сравнения: обычный ноутбук ошибается лишь один раз на 10²¹ операций. Из-за этого «шума» квантовые машины пока не способны решать сложные прикладные задачи.
— Сегодня квантовый компьютер не может решить задачу быстрее классического. Никакую. Это связано с ограничениями в области физики. То есть фундаментальных запретов нет. Но на сегодня шумы квантовых компьютеров недостаточно низкие для того, чтобы решать полезные задачи. С другой стороны, уже сейчас начинаются внедрения квантовых компьютеров в различные компании, но на задачах меньшей размерности, — рассказал Илья Семериков.
Почему российские кудиты оказались эффективнее зарубежных. Фото: 1MI
Чтобы технология перевернула мировую экономику, физикам необходимо повысить точность в 100 — 100 000 раз. Путь к этому лежит через квантовую коррекцию ошибок, когда десятки элементов объединяются в одну надежную систему. Физики оптимистичны: за последний год точность систем выросла, и первые успешные эксперименты по полноценной коррекции ожидаются в мире в ближайшее время.
Одно из самых перспективных направлений для квантовых машин — симуляция сложных химических соединений для создания новых лекарств. Однако здесь квантовая физика столкнулась с конкуренцией со стороны искусственного интеллекта. Пока физики борются с шумами, нейросети и машинное обучение уже успешно рассчитывают сложнейшие взаимодействия белков. Кто быстрее решит глобальные химические загадки — большой квантовый компьютер или ИИ — главная интрига научного сообщества.
Самый удивительный факт квантовой гонки — позиции России на мировой арене. Объём финансирования отечественной квантовой программы примерно в 30 раз меньше, чем у Китая. Аналогичный колоссальный разрыв в бюджетах наблюдается и в сравнении с США. В условиях дефицита ресурсов российские учёные сфокусировались на узких, максимально прорывных направлениях. И эта стратегия сработала.
Россия является одним из признанных мировых лидеров в создании многоуровневых кудитных систем, которые могут хранить больше информации, чем мы сейчас можем представит. В отличие от стандартных кубитов, российские ионные процессоры на кудитах способны кодировать и хранить в одном элементе гораздо больше информации. Это инновационное решение позволяет ещё сильнее сократить количество шагов в алгоритмах, обходя проблему шума и приближая эру коммерческого использования технологии.
