Автор: Мария Кучеренко, основатель бренда Business Svaha: продюсерский центр, event-компания, консалтинговая компания и медиа-площадки. А так же блогер в сфере инноваций и инвестор, окончила Московскую Венчурную академию.
Квантовый компьютерный с ИИ — это новое мощное технологическое решение, основанное на квантовой науке. Такие компьютеры могут произвести революцию во многих отраслях и областях. В этой статье я приоткрою дверь в эту поистине фантастическую зону науки, ведь квантовая реальность сильно отличается от привычной нам Ньютоновской модели.
Будущее квантовых вычислений уже наступило. Быстрое развитие квантовых вычислений уже оказывает существенное влияние на вычислительную технику. Квантовый компьютер может изменить наше представление о вычислениях, экспоненциально увеличив скорость обработки данных и предоставив доступ к ранее недоступным данным.
Квантовые вычисления — это настоящее или будущее?
Это и настоящее, и будущее.
Традиционные компьютеры работают на основе битов, которые могут находиться в состоянии либо 0, либо 1. Квантовые компьютеры работают с квантовыми битами, известными как кубиты. В отличие от традиционных битов, кубит может находиться в обоих состояниях одновременно благодаря квантовому принципу, называемому суперпозицией [пример: относительно кота Шрёдингера, суперпозиция, это состояние кота до открытия ящика — «кот жив кот мёртв» одновременно]. Это позволяет квантовым компьютерам выполнять некоторые виды вычислений гораздо быстрее, чем классическим компьютерам.
И хотя квантовые вычисления все еще находятся в зачаточном состоянии, быстрый темп инноваций свидетельствует о многообещающем будущем. Квантовые компьютеры уже построены и используются исследователями и компаниями для решения различных задач. Технологические гиганты, такие как IBM, Google и Microsoft, а также многочисленные стартапы, добились значительных успехов в исследованиях квантовых вычислений.
Ниже список только некоторых мировых компаний, занимающихся квантовыми вычислениями, в 2023 году
— Rigetti Computing — создает и внедряет интегрированные системы квантовых вычислений, использующие технологию сверхпроводящих кубитов.
— Toshiba Quantum Key Distribution (QKD) — программа работает над защитой сетевых коммуникаций, применяя фундаментальные законы квантовой физики.
— Atos — является одним из лидеров в области цифровой трансформации и в настоящее время занимает первое место в Европе в области кибербезопасности, облачных вычислений и высокопроизводительных вычислений.
— Alibaba Group — инструмент разработки на основе симулятора. Варианты его использования включают точное моделирование квантовых цепей и сжатие тензорных сетей.
— Intel — в феврале 2023 года Intel выпустила программную платформу для разработчиков, позволяющую создавать квантовые алгоритмы, которые в конечном итоге смогут работать на квантовом компьютере, который пытается создать чиповый гигант.
— Amazon Braket — это полностью управляемый сервис квантовых вычислений, предназначенный для ускорения научных исследований и разработки программного обеспечения для квантовых вычислений.
— Microsoft работает над масштабированием квантовых вычислений, разрабатывая уникальный стабильный кубит и внедряя отказоустойчивую квантовую машину с полным стеком в Azure.
— D-wave — один из лидеров в разработке и поставке систем, программного обеспечения и услуг квантовых вычислений. Использует процесс, называемый квантовым отжигом.
— Google Quantum AI — продвигает современное состояние квантовых вычислений и разрабатывает инструменты, позволяющие исследователям работать за пределами классических возможностей.
— IBM — лидирует в мире квантовых вычислений. Став первой компанией, предложившей доступ к облачным квантовым вычислениям, IBM продолжает выпускать новые версии своих технологий квантовых вычислений и планирует выпустить чип Condor на 1000 кубитов в конце 2023 года.
Сообщество клиентов и партнеров компании включает более 210 компаний из списка Fortune 500, академических институтов, национальных лабораторий и стартапов.
Располагая самым большим парком из более чем 20 самых мощных квантовых систем в мире, IBM стремится превратить самые сложные мировые проблемы в ценные возможности.
И 7 компаний будущего, занимающихся квантовыми вычислениями
Ниже я предлагаю рассмотреть некоторые из новых стартапов и компаний в этой области, основанных в течение последних года или двух, которые являются инновационными в своих подходах и имеют хороший шанс раскрыть некоторые возможности квантовых технологий.
1. ABELIAN
Abelian применяет постквантовые криптографические алгоритмы для обеспечения долгосрочной безопасности и конфиденциальности цифрового золота клиентов, ABEL. Abelian гарантирует, что адреса кошельков скрыты и не отслеживаются, а также обеспечивает скрытую сумму транзакций с помощью схем связываемой кольцевой подписи на основе решетки. Боковые цепи, смарт-контракты и совместимость будут разработаны для поддержки различных приложений и инициатив DeFi, Metaverse и Web3.
Компания Abelian базируется в Ирвине, штат Калифорния, и ее возглавляют криптографы, математики, инженеры, разработчики и эксперты по кибербезопасности.
2. PLANQC
Стартап по квантовым вычислениям с нейтральным атомом появился в Мюнхенской квантовой долине в 2022 году (и стал первым, кто это сделал). Команда основателей planqc в составе Александра Глетцле, Себастьяна Блатта, Йоханнеса Цейхера, Лукаса Райхзельнера, Анн-Кристин Ахляйтнер и Маркуса Вагнера объединяет десятилетия международных исследований в области квантовых технологий нейтральных атомов.
Квантовые компьютеры planqc построены на основе точности атомных часов, квантовых газовых микроскопов и высокоскоростных вентилей Ридберга и хранят информацию в отдельных атомах — лучших кубитах природы.
3. BOHR QUANTUM TECHNOLOGY
Bohr Quantum Technology — это стартап из Пасадены, Калифорния, который разработал готовую к коммерческому использованию квантовую сетевую систему, которую он намерен коммерциализировать на основе интеллектуальной собственности, опубликованной в декабре 2020 года (лицензированная технология от CalTech и Fermilab). Они переносят всю сложность световых сетей в стойку, позволяющую объединять в сети квантовые данные. Это позволяет масштабировать квантовые компьютеры (то есть иметь возможность подключать QPU, ограниченные криокамерой) и их общую полезность (например, запутывать и распутывать чипы в здании или даже в городах).
Компания также заинтересована в создании сетей на расстоянии и обеспечении возможности создания сетей квантовой памяти на больших расстояниях. Его технология обеспечивает точное время, сетевые компьютеры и доказуемо безопасную связь.
4. DIRAQ
Diraq — квантовая компания полного цикла, создающая квантовый компьютер на основе кремниевых КМОП-кубитов. Стартап, базирующийся в Сиднее, Австралия, основанный в 2022 году, изобрел эту революционную технологию в 2014 году и подал на нее патенты.
Запатентованные CMOS-кубиты Diraq, ориентированные на создание отказоустойчивых квантовых компьютеров, имеют тот же размер, что и современные транзисторы, и производятся по тому же принципу. Diraq поддерживает 28 патентов и патентных заявок в основных юрисдикциях. Основателем Diraq является генеральный директор Эндрю Джурак, чьи намерения в течение следующих десяти лет заключаются в том, чтобы компания развивала свои чипы от прототипов до кремниевых квантовых процессоров в нанометровых масштабах.
5. SCALINQ
Основанная в 2021 году компания SCALINQ, основанная на результатах многолетних исследований и разработок в Технологическом университете Чалмерса, ставит своей целью облегчить масштабирование квантовых компьютеров. Компания SCALINQ, являющаяся экспертом в области сверхпроводящих квантовых вычислений и стремящаяся помочь фирмам и клиентам эффективно реализовать более крупные квантовые процессоры, находится в Гетеборге, Швеция.
Это междисциплинарная команда ведущих исследователей с различными компетенциями в области квантовой инженерии, микроволновой техники и проектирования аппаратного обеспечения, а также бизнес-разработчиков, имеющих инженерный опыт.
6. SANDBOXAQ
SandboxAQ использует экспоненциальную мощь искусственного интеллекта и квантовой технологии — AQ. Sandbox AQ и некоторые члены ее команды возникли в Alphabet Inc., которая стала независимой организацией в 2022 году. Миссия компании — разработка продуктов с интенсивными вычислениями для финансовых услуг, здравоохранения, телекоммуникаций и государственного сектора.
7. BLUEQUBIT
Компания BlueQubit, расположенная в районе залива Калифорнии, создает первое в своем классе квантовое программное обеспечение для существующих и будущих квантовых компьютеров. Она была основана в 2022 году Грантом Гарибяном и Айком Тепаняном.
Проблемы квантовых вычислений
Несмотря на свой многообещающий потенциал, квантовые вычисления не лишены практических проблем, которые необходимо преодолеть, прежде чем они станут основной технологией. К ним относятся повышение стабильности и масштабируемости квантовой аппаратуры, разработка более совершенных алгоритмов и методов коррекции ошибок, а также поиск новых приложений, использующих уникальные свойства квантовых вычислений.
Прежде чем квантовая физика произведет революцию в вычислительной технике, компании должны научиться создавать гораздо более мощные машины.
Что ждет квантовые вычисления в будущем?
Область квантовых вычислений полна захватывающих возможностей. Вот несколько потенциальных направлений квантовых вычислений в будущем:
1. УЛУЧШЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Разработка оборудования, способного надежно выполнять квантовые вычисления, является одной из основных задач квантовых вычислений. Чтобы смягчить последствия шума и декогеренции, исследователи разрабатывают более совершенные квантовые процессоры и совершенствуют методы исправления ошибок.
2. ПРИМЕНЕНИЕ В ХИМИИ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ
Моделируя сложные химические реакции и взаимодействия, которые трудно или невозможно смоделировать с помощью классических компьютеров, квантовые вычисления могут значительно ускорить открытие новых материалов и лекарств.
3. ДОСТИЖЕНИЯ В КРИПТОГРАФИИ
Квантовые вычисления потенциально могут сломать многие алгоритмы шифрования, используемые сегодня для защиты конфиденциальной информации. Однако исследователи также работают над разработкой новых квантовобезопасных методов шифрования, которые будут устойчивы к атакам квантовых компьютеров.
4. ОПТИМИЗАЦИЯ И МАШИННОЕ ОБУЧЕНИЕ
Квантовые вычисления могут быть использованы для решения задач оптимизации, которые неразрешимы для классических компьютеров, например, тех, которые встречаются в логистике и управлении цепочками поставок. Квантовое машинное обучение также может предложить значительные улучшения в анализе данных и распознавании образов.
5. ГИБРИДНЫЕ КЛАССИКО-КВАНТОВЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ
Многим приложениям для достижения наилучших результатов может потребоваться сочетание классических и квантовых вычислений. Исследователи разрабатывают методы интеграции классических и квантовых алгоритмов, чтобы воспользоваться преимуществами каждого подхода.
В целом, будущее квантовых вычислений блестящее, с потенциалом совершить революцию в самых разных областях — от медицины до финансов и кибербезопасности. Несмотря на это, квантовые вычисления могут не стать широко доступными и практичными для реальных приложений в течение нескольких лет.
Насколько светло будущее квантовых вычислений
По мере развития квантовых вычислений мир, который в настоящее время является научной фантастикой, станет реальностью. С его помощью мы сможем чрезвычайно быстро обрабатывать огромные объемы данных, позволяя проводить симуляции, которые на данный момент немыслимы. В результате станет возможен совершенно новый уровень искусственного интеллекта, который ускорит прогресс в области геномики, борьбы с болезнями и технологий возобновляемой энергетики, и это лишь некоторые из них. В мире, в котором стоимость энергии быстро падает до нуля, мы будем жить дольше и здоровее.
