- Квантовите компютри се развиват с бързи темпове, като водещи технологични компании и стартъпи предвиждат търговска приложимост на технологията до 2030 г. Тя обещава революция във фармацевтиката, материалознанието и борбата с финансови измами.
- Паралелно с това расте тревогата от „Деня Q“ (Q-Day) – моментът, в който квантовите системи ще могат да разбият съвременните криптографски защити, което вече налага спешен преход към постквантова криптография.
Отвъд нулите и единиците
Дълбоко в един модерен център за данни в Манхатън, преминавайки през редици от конвенционални машини, посетителите достигат до инсталация, приличаща на технологичен идол. Това е квантов компютър, създаден от британската компания Oxford Quantum Circuits, разказва Файненшъл таймс. Машината е предоставена за използване чрез облачни връзки, за да могат бизнес клиентите да експериментират с тази иновация. Хардуерът за изкуствен интелект на Nvidia помага на колоната от мед и стомана да постигне изключителна изчислителна мощ.
Сериозните изследвания в тази област започнаха още през 80-те години на миналия век. За разлика от традиционния компютърен бит, който съществува само в две състояния (нула или едно), квантовите битове, наричани „кюбити“ (qubits), могат да съществуват и в двете състояния едновременно. Това позволява на квантовите машини да разглеждат множество потенциални решения паралелно.
Ако си представим решаването на един лабиринт, традиционната машина изследва задънените улици една по една. Квантовият компютър, от своя страна, може да разгледа цялата карта едновременно, за да открие правилния маршрут.
Тази превъзходна мощ ги прави идеални за обобщаване на данни и филтриране на изключително сложни модели.
Инвестиции и нарастващ пазар
След години на напразни надежди, много от технологичните гиганти вече залагат, че квантовите машини ще започнат да превъзхождат конвенционалните си еквиваленти до края на десетилетието. Консултантската компания McKinsey прогнозира броят на системите за квантови изчисления в световен мащаб да нарасне до около 5000 до 2030 г. Пазарът и правителствата реагират с мащабни инвестиции.
Microsoft разработва квантовия чип Majorana 2 с амбиция за решаване на търговски приложими проблеми до 2029 г.
Акциите на компанията IonQ са отбелязали ръст от над 700% от септември 2024 г. насам.
Подкрепената от Honeywell компания Quantinuum достигна оценка над 15 млрд. долара след първичното си публично предлагане на Nasdaq.
Google и IBM активно работят за доставяне на полезни квантови машини до 2030 г.
Съединените щати обявиха планове за придобиване на дялове на стойност 2 милиарда долара в девет ключови компании за квантови изчисления.
Машините говорят езика на природата
Въпреки големите очаквания, технологията има да извърви дълъг път. Според изследване на Калифорнийския технологичен институт (Caltech), един пълноценно работещ квантов компютър ще се нуждае от поне 1000 логически кюбита, докато настоящият модел Genesis на Oxford Quantum Circuits разполага с 16. Въпреки това ранните приложения в химията и материалознанието вече дават надежда.
Квантовите компютри са изключително подходящи за анализиране на химическото поведение, определяно от атомни взаимодействия, които сами по себе си се подчиняват на квантовите правила. Машините на практика говорят езика на природата, вместо да превеждат данните в нули и единици. Това означава, че в бъдеще те ще могат точно да прогнозират взаимодействията между лекарствата и живите клетки.
Технологичните лидери вече създават стратегически партньорства в тази посока.
Boehringer Ingelheim си сътрудничи с Google за откриване на нови лекарства.
Bosch разработва иновации в материалознанието съвместно със същия технологичен гигант.
Mercedes-Benz изследва нови технологии за батерии чрез квантови симулации.
Chevron инвестира сериозни средства за оптимизация на сложни системи и киберсигурност.
Финанси и борба с измамите
Индустрията на финансовите услуги също очаква ранни ползи, тъй като квантовите компютри могат ефективно да обработват огромни и бързо постъпващи масиви от данни. Роб Отър от JPMorgan Chase отбелязва, че технологията има потенциал да преобрази управлението на риска и оптимизацията на портфейли.
Особен интерес предизвиква разкриването на финансови измами. При експерименти квантовите машини успешно преодоляват недостатъците на системите с изкуствен интелект, които често страдат от липса на достатъчно данни за обучение.
Компанията Unisys, в партньорство с Paysafe, съобщава за резултати с нулеви фалшиви отрицателни показатели.
Mastercard също отчита по-малък брой фалшиви положителни резултати при съвместните си експерименти с Oxford Quantum Circuits.
Заплахата на Деня Q
С развитието на технологията расте и рискът от така наречения „Ден Q“ (Q-Day). Това е моментът, в който квантовите компютри ще могат да разбиват масово използваните днес криптографски системи. Общите съществуващи методи за защита се основават на умножението на много големи прости числа. Това е задача, която би отнела на традиционен компютър непрактично много време, но би била лесно преодолима за мощна квантова машина.
Заплахата е още по-сериозна заради стратегията на хакерите, известна като „събирай сега, дешифрирай по-късно“ (harvest now, decrypt later). Престъпниците могат да крадат криптирани данни днес, за да ги разчетат, когато разполагат с нужната технология.
Компаниите за криптовалути са особено уязвими. Квантовата заплаха вече е съвсем реална.
В отговор институциите започват да въвеждат нови, квантово-устойчиви алгоритми, известни като постквантова криптография.
Ограничения и бъдещи перспективи
Въпреки огромния си потенциал, квантовите компютри няма да заменят конвенционалните машини, а ще се използват за тесен кръг от изключително сложни задачи. Изкуственият интелект и квантовите технологии няма да се конкурират, а по-скоро ще се допълват и подхранват взаимно.
Някои учени, като математикът Гил Калай от Еврейския университет в Йерусалим, предупреждават да не се създават прекалено амбициозни срокове. Основен проблем остава „шумът“. Това са случайни вариации и смущения от околната среда, които водят до системни грешки.
Въпреки тези пречки, индустрията остава оптимистично настроена.
Oxford Quantum Circuits вече планира следващите си поколения процесори, носещи митичните имена Titan, Athena и Atlas, доказвайки, че научната фантастика неусетно се превръща в реалност.
