Британский стартап создал маленький квантовый компьютер. Почему это может стать технологическим прорывом?
Британская компания Orca Computing объявила о создании одного из самых маленьких в мире квантовых компьютеров. Но важен не только размер, важна новая технология.
По словам представителей Orca Computing, учрежденной в 2019 году группой ученых Оксфордского университета во главе с профессором Йеном Уолмсли, использование технологии, не требующей охлаждения, впервые сделает квантовые компьютеры коммерчески привлекательными.
Но их конкуренты другого мнения и идут собственной дорогой.
Фотонам не нужно охлаждение
Квантовые компьютеры, находящиеся пока на стадии разработки, используют явления квантовой механики (квантовую суперпозицию и квантовую запутанность), что резко увеличивает способность обрабатывать и передавать данные. Они оперируют не битами, способными принимать значение либо 0, либо 1, а кубитами (квантовыми битами), имеющими значения одновременно и 0, и 1.
Основные игроки в области создания квантовых компьютеров, включая Google и IBM, используют охлаждение элементов, из которых состоит устройство, почти до абсолютного нуля. Их модели велики по размеру, требуют сложного сопутствующего оборудования и стоят очень дорого.
Компания Orca Computing впервые использовала в своем устройстве кванты света – фотоны. Профессор Уолмсли – автор ряда работ, посвященных этим мельчайшим единицам света, одновременно элементарным частицам и электромагнитным волнам.
Мы в маленьком офисе Orca Computing в технопарке на западе Лондона. Исполнительный директор Ричард Мюррей открывает дверь в святая святых. На вид – обычная серверная. Ничего футуристического.
«Мы полностью меняем представление о квантовом компьютере, — говорит он. — Он [здесь] работает при комнатной температуре и выглядит, как традиционный компьютер: ящик на подставке. Как видите, всё обыденно«.
«Чем хороши единичные фотоны — они не взаимодействуют с окружающей средой«, — подчеркивает Мюррей.
Коммерческая привлекательность
В перспективе квантовые компьютеры смогут обрабатывать массивы данных, обычным компьютерам недоступные. Среди потенциальных сфер из применения – прогнозирование климатических изменений, ускорение создания искусственного интеллекта и разработка новых лекарств.
Для практического использования нужны квантовые компьютеры, оперирующие сотнями, а в будущем – миллионами кубитов. У компьютера фирмы Orca их всего четыре. Это существенно меньше, чем у конкурентов.
Но главное, что принцип работает, а нарастить мощность — дело техники. По словам представителей компании, на это понадобится еще пара лет.
Профессор Уолмсли говорит, что использование технологии, не требующей охлаждения, впервые сделает квантовые компьютеры коммерчески привлекательными.
Две ссылки:
- Это будет как новое электричество». Глава Google — о квантовых компьютерах, детстве и монополии
- Что такое темпоральный кристалл и как он переворачивает наши представления о законах физики
Ричард Мюррей сообщил, что новый компьютер будет представлен публике на промышленной выставке в конце этого года.
Один из ведущих британских специалистов по квантовым компьютерам профессор Джон Мортон из Университетского колледжа в Лондоне считает, что использование фотонов — многообещающий метод.
По его словам, идеей уже заинтересовались другие, более крупные компании.
«Фотоника точно не будет периферийным направлением«, — утверждает эксперт.
Первый продукт фирмы Orca по мощности примерно соответствует часам Apple Watch и значительно уступает экспериментальным моделям Google, Rigetti и IBM. И профессор Мортон не уверен, что с задачей увеличения производительности будет так уж легко справиться.
Конкуренция на квантовом поле
Orca получает финансирование от правительства, которое провозгласило своей целью сделать Британию мировым лидером в создании квантовых компьютеров.
Американская компания Rigetti решила строить свой квантовый компьютер в Соединенном Королевстве, на производственной площадке Оксфордского университета вблизи города Абингдона.
Менеджер Rigetti Мэнди Берч демонстрирует модель, созданную компанией. В отличие от компьютера Orca, она похожа на огромный золотой канделябр, из которого во все стороны идут провода.
«То, что вы видите перед собой – контрольные линии, установка для охлаждения и прочая инфраструктура, обеспечивающая работу первого в Британии действующего квантового компьютера«, — говорит она.
32 элемента-кубита, привезенные из США, пока сохраняются в герметичных контейнерах, наполненных жидким кислородом.
Следующий этап – собрать их вместе, включить установку для охлаждения и начать тестирование.
Говоря «первый действующий компьютер», фирма Rigetti имеет в виду, что в начале 2022 года частные клиенты получат доступ к нему для решения практических задач.
Первые заказчики – Standard Chartered Bank и компания Phasecraft, которые собираются использовать его соответственно для прогнозирования волатильности финансовых рынков и разработки более совершенных зарядных батарей.
Пока это только начало, говорит Мэнди Берч.
«Квантовые компьютеры пока не эффективнее, не быстрее и не дешевле по сравнению с классическими компьютерами. Но то, что мы здесь делаем — это прогресс на пути к решению задач, которые обычным компьютерам недоступны«.
На вопрос о её отношении к разработкам фирмы Orca Мэнди Берч отвечает дипломатично.
«Мы присутствуем при зарождении новой отрасли экономики. Интересно наблюдать за развитием разных технологий. Мы сосредоточились на полупроводниковых кубитах и считаем данный подход наиболее гибким и практичным«.
Фирма Orca тоже заключила первые коммерческие сделки – с телекоммуникационной компанией BT Group и нефтегазовым гигантом BP.
Ричард Мюррей признает, что непросто соперничать с американскими компаниями, располагающими куда большими финансовыми возможностями. Но Британия способна поднять перчатку, уверен он.
«Почему мы потеряли веру в себя? У нас есть первоклассная технология и все предпосылки к тому, чтобы конкурировать успешно, особенно при поддержке правительства. Главное — оставаться оптимистами».
_________________________