Идея квантового компьютера была впервые предложена в 1980-х годах: Чудо-машина, которая могла бы превзойти классические компьютеры в решении специальных задач. С тех пор многие группы инвестировали в исследования, которые могли бы сделать эту мечту реальностью. Теперь эти устройства становятся все ближе к реальному существованию, поскольку Fujitsu и исследовательский институт Riken планируют совместно разрабатывать и продавать квантовые компьютеры корпорациям с апреля 2023 года, став первыми в Японии, сообщила Nikkei Asia ранее на этой неделе.
Эти квантовые компьютеры, вероятно, будут использоваться в таких областях, как финансовое прогнозирование, разработка новых материалов и лекарств.
Если сроки будут соблюдены, то машины Fujitsu и Riken опередят коммерческие квантовые компьютеры Google, которые, как ранее заявляла компания, будут готовы к 2029 году. С 2019 года IBM предлагает компаниям для тестирования коммерческий гибридный квантово-классический компьютер. Однако IBM заявляет, что сможет подготовить машину с квантовым преимуществом (когда она может надежно и точно решить задачу лучше, чем классический компьютер) к 2025 году.
Шумиха вокруг квантовых компьютеров связана с верой в то, что эти машины будут лучше лучших суперкомпьютеров современности в решении определенных вычислений, таких как моделирование естественных наук и задачи оптимизации (например, поиск кратчайшего пути из точки А в точку Б - также известная как проблема путешествующего продавца).
Это связано с одной особенностью этих компьютеров: Они представляют информацию не в виде двоичных битов 0 или 1, а в виде кубитов, которые могут иметь значение 0, 1 или оба одновременно благодаря квантовому свойству суперпозиции. Но чтобы проявить квантовые свойства, объекты должны быть либо очень маленькими, либо очень холодными. Это означает, что кубиты могут быть созданы либо из крошечных частиц, таких как атом, либо из чего-то вроде сверхпроводящего материала, хранящегося в холодном криогенном контейнере.
Компьютер Fujitsu, как сообщается, будет иметь 64 кубита, хотя компания хочет создать машину с 1000 кубитами к апрелю 2026 года. Этот компьютер будет находиться между последним рекордом Google - 54 кубита и рекордом IBM - 127 кубитов.
Как и Google и IBM, Fujitsu будет использовать метод вычислений со "сверхпроводящей" схемой, которая охлаждается до чрезвычайно низких температур для устранения электрического сопротивления", - сообщает Nikkei. Сверхпроводящие кубиты, как правило, являются наиболее популярными материалами, используемыми в квантовых компьютерах, поскольку они могут быть изготовлены способом, аналогичным кремниевым чипам. Однако существуют и другие экспериментальные разработки, например, квантовые компьютеры с ионной ловушкой.
В течение последнего десятилетия несколько компаний участвовали в гонке по созданию первого коммерческого квантового компьютера, но не все делают это одинаково. Несмотря на большой импульс и революционные исследования, этими машинами, несомненно, трудно управлять (в настоящее время они все еще нестабильны, подвержены ошибкам, а кубиты могут лишь эфемерно удерживать свои квантовые состояния). Еще предстоит выяснить, какая группа окажется впереди в практических испытаниях в реальном мире - когда квантовый компьютер сможет решить современную задачу лучше, чем классический компьютер.
Поправка от 26 августа 2022 года: Эта статья была обновлена для уточнения деталей о сроках квантования IBM.