Китай вступил в технологическую гонку, показав свой первый квантовый компьютер. Объясняем, почему это важно
Китай стремится догнать США в области квантовых вычислений. В будущем квантовые компьютеры смогут делать такие вычисления, которые и не снились современным. Китайская компания Baidu (местный аналог Google) заявила в конце августа, что создала собственную версию квантового компьютера. WSJ объясняет, что это такое, и какие проблемы позволит решать.
Baidu не была первопроходцем. Ранее подобные устройства были разработаны IBM, Google и другими американскими компаниями, которые до сих пор являются технологическими лидерами.
Компания Baidu заявила, что доступ к ее компьютеру доступен бесплатно через веб-сайт и мобильную программу.
«Это будет служить основой для того, чтобы люди узнали больше о технологии», — говорит Ивона Гао, доцент Центра квантовых технологий Национального университета Сингапура.
Пока что ученые спорят, можно ли будет перейти к коммерческому использованию квантовых компьютеров.
Математические модели показывают, что реализованные квантовые компьютеры смогут за несколько секунд решать некоторые проблемы, на которые даже самым современным и быстрым суперкомпьютерам понадобятся тысячи или миллионы лет.
Свою необычную скорость квантовые компьютеры имеют благодаря использованию так называемых квантовых битов, или кубитов, вместо цифровых нулей и единиц, используемых для передачи данных в обычных компьютерах.
Биты, как известные нули и единицы, могут иметь только одно значение. Но кубиты, которые закодированы в субатомных и атомных частицах, включая электроны, фотоны и ионы, могут существовать как ноль и единица одновременно. Это явление, известное как суперпозиция, делает кубиты чрезвычайно эффективными при обработке определенных вычислений, например, необходимых для моделирования физического мира или оптимизации бизнес-процессов.
Кубиты также обладают способностью входить в квантовую запутанность, что означает, что две частицы на расстоянии будут отражать поведение друг друга, как если бы они были связаны. Такая функция может быть использована для координации вычислений.
Напомним, трое физиков, подтвердивших существование этого явления, получили последнюю Нобелевскую премию по физике. Выяснить, как контролировать эти свойства, оказалось большой проблемой. Если исследователям это удастся, квантовые компьютеры позволят производителям аккумуляторов предсказывать сложные химические реакции для разработки более производительных устройств. Аналогично компьютеры могут ускорить разработку новых лекарств, помогая производителям моделировать свертывание белка. Это сложный процесс, посредством которого большие биологические молекулы принимают свою форму.
Квантовые компьютеры также могут быть способны взламывать стандартное шифрование. Этот фактор вызывает большую озабоченность как у финансовых институтов, так и у правительств.
Квантовые компьютеры быстрее, чем традиционные, находят оптимальные варианты цепочек вычислений.
Китай, США, Германия, Франция и Индия выделяют колоссальные деньги на исследования квантовых технологий. По сравнению с США, Китай поздно вступил в «квантовую гонку».
При создании своего компьютера Baidu опиралась на инновации китайских университетов. Вашингтон уже стремится замедлить успехи Китая. В прошлом году Министерство торговли США запретило экспорт высокотехнологичного оборудования восьми китайским компаниям и лабораториям.
Более широкий контроль за экспортом оборудования для производства чипов также повлиял на квантовые компьютеры. Американские ученые говорят, что китайским студентам стало труднее получить визы для проведения квантовых исследований в США.
Эксперты утверждают, что достижения Китая в области квантовых вычислений принесли пользу этой области во всем мире, добавляя, что новые ограничения замедлят темпы научного прогресса. Половина всех опубликованных работ по квантовым исследованиям является результатом международного сотрудничества, включая американских и китайских ученых.
Необходимо провести большое количество исследований, прежде чем квантовые компьютеры полностью раскроют свой потенциал. Исследователи полагают, что создание квантового компьютера, достаточно мощного, чтобы взломать существующие протоколы шифрования данных, потребует миллионов кубитов. К этому человечеству идти еще не менее 10 лет.
Американская IBM, лидер индустрии, создала квантовый компьютер из 127 кубитов. Baidu говорит, что ее компьютер имеет 10 кубитов, и компания планирует выпустить 36-кубитный компьютер в следующем году.
Сейчас ученые во всем мире ищут способы создания более совершенных квантовых компьютеров, в том числе испытывают различные частицы в качестве кубитов и используют различные методы для их управления.
Самая популярная технология квантовых компьютеров, которую разрабатывают IBM, Google, Rigetti и теперь Baidu, осуществляется с помощью устройства, которое охлаждает компьютерный чип до сверхнизких температур, переводя его электроны в квантовое состояние.
Комментарии