Джерело: www.bbc.com
-
- Author, Фейсал Іслам
- Role, Економічний редактор ВВС
- 31 хвилин(и) тому
Він виглядає як золотий канделябр – і містить найхолодніше місце у відомому нам Всесвіті.
Я дивлюся на не просто найпотужніший комп’ютер у світі – це технологія, що має ключове значення для фінансової безпеки, біткоїна, державних таємниць, світової економіки та багато чого іншого.
Квантові обчислення визначать, які компанії та країни виграють – а які програють – решту XXI століття.
Переді мною, підвішений на висоті метра над підлогою у приміщенні Google в Санта-Барбарі, Каліфорнія, перебуває Willow. Відверто кажучи, це було зовсім не те, чого я очікував.
Тут немає ані екранів, ані клавіатур, не кажучи вже про голографічні шоломи або чипи для зчитування думок.
Willow – це конструкція розміром з нафтову бочку: серія круглих дисків, з’єднаних сотнями чорних дротів, що спускаються у бронзову кріогенну ванну з рідким гелієм, яка підтримує квантовий мікрочип за температури на тисячну частку градуса вище абсолютного нуля.
Він виглядає дуже “вісімдесятницьким”, але якщо потенціал квантових технологій реалізують, схожа на медузу структура з металу й дротів переді мною змінить світ у багатьох сенсах.
“Ласкаво просимо до нашої лабораторії Quantum AI”, – каже Хартмут Невен, керівник підрозділу Quantum AI в Google, коли ми проходимо крізь двері з підвищеним рівнем безпеки.
Невен – постать майже легендарна, поєднання технологічного генія та фаната техно-музики, який одягається так, ніби щойно приїхав сюди на сноуборді прямо з фестивалю Burning Man, для якого він ще й створює артоб’єкти. Можливо, так воно і є – у паралельному всесвіті. Про це трохи згодом.
Його місія – перетворити теоретичну фізику на функціональні квантові комп’ютери, “щоб розв’язувати задачі, які інакше є нерозв’язними”. Він визнає, що упереджений, але каже, що ці канделябри демонструють найкращу продуктивність у світі.
Підпис до фото, Фейсалу Ісламу показали об’єкт Google у Санта-БарбаріТаємний храм високої науки
Значна частина нашої розмови присвячена тому, що нам не можна знімати в цій лабораторії з обмеженим доступом. Ця критично важлива технологія підпадає під експортний контроль, режим секретності та перебуває в центрі перегонів за комерційне й економічне домінування.
Будь-яка невелика перевага – від форми нових компонентів до компаній у глобальних ланцюгах постачання – може стати джерелом стратегічного впливу.
У цьому храмі високої науки відчувається характерний каліфорнійський настрій – в мистецтві та кольорах. Кожному квантовому комп’ютеру дають ім’я, наприклад Yakushima або Mendocino, кожен з них загорнутий у витвір сучасного мистецтва, а стіни прикрашені муралами у стилі графіті, освітленими яскравим зимовим сонцем.
Невен тримає Willow, найновіший квантовий чип Google, який забезпечив два важливі прориви. За його словами, він “раз і назавжди” закрив дискусію про те, чи здатні квантові комп’ютери виконувати завдання, недосяжні для класичних комп’ютерів.
Willow також розв’язав еталонну задачу за лічені хвилини – задачу, на яку найкращому комп’ютеру у світі знадобилося б 10 септильйонів років, тобто понад трильйон трильйонів, або число з 25 нулями, що значно перевищує вік Всесвіту.
Цей теоретичний результат нещодавно застосували в алгоритмі Quantum Echoes, недосяжному для звичайних комп’ютерів, який допомагає вивчати структуру молекул, використовуючи ту саму технологію, що застосовують в МРТ.
Невен перелічує, як, на його думку, квантовий чип Willow зможе “допомогти розв’язати багато проблем, з якими зараз стикається людство”.
“Він дозволить ефективніше відкривати ліки, – каже він. – Він допоможе зробити виробництво їжі ефективнішим, допоможе виробляти енергію, транспортувати енергію, зберігати енергію… розв’язати проблеми кліматичних змін і голоду”.
“Він дозволяє нам значно краще розуміти природу, а потім розкрити її таємниці, щоб створювати технології, які зроблять життя приємнішим для всіх нас”, – додає Невен.
Деякі дослідники вважають, що справжній штучний інтелект стане можливим лише з використанням квантових технологій.
Члени тутешньої команди нещодавно отримали Нобелівську премію за фундаментальні дослідження “надпровідних кубітів”, які тут використовують.
Чип Willow має 105 кубітів. Квантовий проєкт Microsoft має 8 кубітів, але використовує інший підхід. Перегони полягають в досягненні 1 мільйона кубітів для “машини утилітарного масштабу”, здатної реалізовувати квантову хімію та розробляти ліки без помилок. Ця технологія є надзвичайно крихкою.
Компанії в усьому світі змагаються за створення революційного нового покоління комп’ютерів.
Те, що відбувається тут, уважно відстежують у всьому світі. Професор сер Пітер Найт, голова Стратегічної дорадчої ради Національної програми квантових технологій, каже, що Willow проклав новий шлях.
“Усі ці машини досі перебувають на стадії іграшкових моделей, вони припускаються помилок. Їм потрібна корекція помилок. Willow першим продемонстрував, що корекцію помилок можна виконувати шляхом багаторазових циклів виправлень, які покращують результат”, – каже він.
Це ставить технологію на шлях масштабування до точного виконання трильйона операцій, можливо, вже за сім-вісім років, а не за два десятиліття, як вважали раніше.
Якщо першу чверть цього століття визначав підйом інтернету, а потім штучного інтелекту, то наступні 25 років напевно стануть початком квантової ери.
Підпис до фото, Квантовий комп’ютер Willow від GoogleЯк це працює?
Уявіть, що вам потрібно знайти тенісний м’яч в одному з тисячі зачинених ящиків. Класичний комп’ютер відкриває їх по черзі. Квантовий комп’ютер відкриває всі одночасно. Або, подібно до цього, замість того щоб потребувати сто ключів для відкриття ста дверей у звичайних обчисленнях, квантові технології дозволяють миттєво відкрити всі сто одразу одним ключем.
Ці машини будуть не для всіх. Вони не зменшаться до розмірів телефонів, окулярів зі штучним інтелектом чи ноутбуків. Але суть у тому, що потужність цих комп’ютерів зростає експоненційно, і всі намагаються долучитися до цього процесу.
Я запитав керівника Nvidia Дженсена Хуанга, чи становить це загрозу його бізнес-моделі з постачання спеціалізованих чипів для ШІ.
“Ні, квантовий процесор у майбутньому просто додадуть до комп’ютера”, – відповів він.
А один з провідних британських фахівців у цій галузі вказує, що саме стоїть на кону у квантовому світі – зрештою, це можливість розшифрувати майже все, від державних таємниць до біткоїна.
“Усі криптовалюти також доведеться переглянути через загрозу квантових обчислень”, – каже сер Пітер.
Один з ключових партнерів Nvidia минулого року заявив, що хоча у біткоїна ще є кілька років, до кінця десятиліття технологію потрібно буде розгалузити на більш захищений блокчейн.
Джерела в технологічній індустрії використовують термін “Збирай зараз, дешифруй потім” (Harvest Now, Decrypt Later), щоб описати процес, за якого державні агентства, як вважають, зберігають усі зашифровані дані світу – вдома і за кордоном – з розрахунком на те, що майбутні покоління зможуть отримати до них доступ.
Глобальні перегони
Існують також світові перегони. Підхід Китаю суттєво відрізняється від комерційних перегонів у США та на Заході.
Загальний обсяг ресурсів, спрямованих Китаєм на квантові технології, оцінюють приблизно в 15 млрд доларів і, за словами сера Пітера, він може дорівнювати сукупним урядовим програмам решти світу.
З 2022 року Китай опублікував більше наукових робіт з квантової тематики, ніж будь-яка інша країна. Зусилля очолює фізик-піонер Пан Цзяньвей. Це ключова частина 14-го п’ятирічного плану Пекіна.
Китай вирішив зупинити розвиток власних квантових досліджень у таких технологічних компаніях, як Baidu та Alibaba, і зосередити людей та інфраструктуру в межах державного підприємства. Китай намагається отримати перевагу в квантових комунікаціях і супутникових технологіях.
Минулого року Пан розробив і протестував квантовий комп’ютер Zuchongzhi 3.0, використовуючи подібну технологію, але інший підхід, ніж у Willow, і заявив про схожі результати.
Восени його відкрили для комерційного використання. Усе це дуже нагадує Мангеттенський проєкт часів Другої світової війни або космічні перегони XXI століття.
Одним із наукових центрів квантових досліджень є Велика Британія. Саме британський науковець провів оригінальні дослідження надпровідних кубітів.
Там працюють десятки компаній, які проводять передові дослідження. Уряд планує зробити значні інвестиції в цю сферу вже найближчими тижнями. Це життєво важливо для економіки, військової сфери та геополітики. Є сподівання, що Велика Британія стане третьою силою у цій галузі.
Паралельні всесвіти
Тим часом у лабораторії Willow постають, можливо, ще більш екзистенційні питання. Минулого року Невен припустив, що безпрецедентна швидкість Willow підтримує деякі концепції існування мультивсесвіту. По суті, цю швидкість можна було б пояснити тим, що Willow використовує обчислювальні ресурси паралельних всесвітів. Не всі науковці з цим погодилися.
“Дискусія все ще дуже жвава”, – каже він мені.
“Як ви побачили під час візиту до лабораторії, причина, чому квантові комп’ютери такі потужні, полягає в тому, що за один тактовий цикл вони можуть охопити два у ступені 105 комбінацій одночасно. Це змушує замислитися: де перебувають усі ці різні стани?… Існує інтерпретація квантової механіки – багатосвітова інтерпретація – паралельні всесвіти або паралельна реальність”, – додає він.
Невен обережно зазначає, що Willow не довів цього, але є “натяком на те, що цю ідею варто сприймати серйозно”.
Це передова світового розвитку – технологій, зростання – і британський уряд невдовзі інвестує сотні мільйонів у те, щоб наздогнати Willow і китайські розробки.
Це звучить як наукова фантастика. Але дуже швидко стає економічною реальністю.
