Вече започват да се чуват предупреждения, че скоро прогресът по отношение на квантовите компютри ще забуксува, когато големите компании замразят програмите си за развитие, а инвеститорите спрат с щедрите инвестиции в стартъп компании.
„Зимата идва“, казва Забине Хосенфелдер, физик от Мюнхенския център за математическа философия. „Този балон от прекалени обещания все някога ще се спука. Това е въпрос на време.“
Определено има признаци за казаното от Хосенфелдер. През 2022 г. сферата на квантовите изчисления бе тежко ударена, като цените на акциите на трите публични компании, които са се специализирали в тази част на технологичната наука, се сринаха. Стартъпите започнаха да борят кризата чрез обединения, като според анализаторите от Global Quantum Intelligence осем такива сливания са вече факт.
Съвсем друго обаче се чува от Q2B – декемврийската конференция за бизнеса с квантови компютри. Индустрията демонстрира последователен прогрес към поява на практически квантови компютри. Научните екипи от големи бизнес компании обсъждат постиженията си и според едно проучване се отбелязва спад в притеснителните тенденции относно изследванията и замразяването на инвестициите.
„Не мисля, че ще има „квантова зима“, но определено ще има частични измръзвания,“ казва Дъг Финке анализатор от Global Quantum Intelligence.
Квантовите компютри разчитат на странните правила на атомната физика, за да извършват изчисления, които са немислими за конвенционалните компютри и процесорите, които захранват днешните телефони, лаптопи и суперкомпютри. Общодостъпни, мощни квантови компютри са все още в далечното бъдеще.
Все пак прогресът е обещаващ, защото става все по-трудно да се извлича още повече мощност от конвенционалните машини. Въпреки че засега квантовите компютри не мога да извършват голяма част от изчислителните дейности, те имат голям потенциал да променят живота ни, като предоставят възможности за по-добри батерии, по-бързи финансови изчисления, по-ефикасни самолети, по-бързо откриване на нови лекарства и ускоряване на развитието на изкуствения интелект.
Изпълнителните директори на компании, които се занимават с квантови изчисления и учените са наясно с риска от „квантова зима.“ Те са свидетели на това, което се случи с изкуствения интелект, който прекара десетилетия в забвение преди съвременното избухване на интереса към него.
„Всички говориха за „AI зима,“ казва Алекс Кислинг, изпълнителен директор на производителя на квантови компютри QuEra. „Какво научихме от това? Хората се опитват да бъдат внимателни с посланията си, за да не се повтори грешката с изкуствения интелект, при които се сформираха свръхочаквания.“
Проучване на квантовите изчисления
По време на конференцията Q2B многократно се представяха приложенията на квантовите компютри. Въпреки че те могат да се справят само с примерни тестови версии на всички дадени досега примери, големи играчи като JP Morgan Chase, Ford Motor Co., Airbus, BMW, Novo Nordisk, Hyundai и BP инвестират в екипи за научноизследователска и развойна дейност и проекти за доказване на разни концепции.
Корпоративните усилия обикновено се комбинират с хардуерни и софтуерни усилия от страна стартъпи и утвърдени компании като IBM, Google, Amazon, Microsoft и Intel, като сериозно се залага на квантовите компютри. Всичко това се оказва и в подкрепа на държавните инвестиции в областта в държави като САЩ, Франция, Германия, Китай и Австралия.
Конвенционалните компютри изпълняват операции с битове, които представляват 0 или 1. Най-малката единица квантова информация се нарича кюбит или квантов бит. Това, което отличава кюбита е, че той може да съществува в така наречената суперпозиция, тоест той може да съществува в множество състояния едновременно. Обикновеният бит може да бъде 0 или 1, а кюбитът освен, че може същото, има и способността едновременно да бъде 1 и 0. Това теоретично означава, че могат да се извършват много бързи изчисления или множество сложни изчисления наведнъж.
Проблемите на съвременните квантови компютри са ограниченият брой кюбити – в последния модел квантов компютър на IMB, Osprey, те са 433 – и тяхната ненадеждност. Стабилността на кюбитите лесно може да бъде нарушена, което води до провал на изчисленията и ограничен брой възможни операции. При най-стабилните квантови компютри има 1 на 1000 шанс за единична операция да даде грешен резултат. Този процент е изключително висок в сравнение с конвенционалните компютри. Квантовите изчисления обикновено се извършват многократно, за да се извлекат статистически полезни резултати.
Днешните квантови машини се считат, че са от NISQ (noisy intermediate-scale quantum computers) ерата: „шумни“ квантори компютри от среден мащаб, като „шумни“ означавам че голям част от операциите са неуспешни. Все още не се знае, дали такива машини въобще сте станат годни за работа или ще останат само в сферата на тестовете и прототипите.
Всички производители на квантови компютри гледат към едно по-розово „отказоустойчиво“ бъдеще, в което кюбитите са по-стабилни и групирани в „логически“ кюбити, които могат да поправят грешки, за да продължават да работят по-дълго време. Точно тогава ще дойдат и реалните ползи от квантовите компютри, което ще е след 5 или повече години.
Шумотевицата около квантовите компютри
Квантовите машини срещат много предизвикателства по пътя на своето съзряване. Едно от тях е прекалено голямата шумотевица, която се вдига около тях.
Google предизвика внимание със своето съобщение за „квантово превъзходство“ през 2019 г., в което тяхната машина е изпреварила конвенционален компютър в решаването на академична задача, като реално не е извършена никаква полезна работа. Джон Прескил, физик от Caltech, който е голям поддръжник на квантовите компютри винаги е предупреждавал за прекалено големите очаквания към новата технология. За щастие днес компаниите се фокусират върху това квантовите компютри да победят конвенционалните в изчислителни задачи с реални цели и резултати.
Квантовата технология и финансовите пазари
Квантовата технология определено предизвиква огромен интерес от страна на инвеститорите, но в същото време може да бъде и много разрушителна по отношение на финансите. През последните 14 месеца три компании, посветени на квантовите компютри, са излезли на борсата. Първо IonQ през октомври 2021, следвани от Rigetti Computing през март и D-Wave Systems през август.
Пазарът се обаче оказа много жесток към тях. IonQ се търгува на половината от дебютната си цена, D-Wave бележи срив от три четвърти. Rigetti се търгува за една десета от първоначалната си цена и наскоро основателя на компанията се оттегли.
За да избегнат неприятни провали много стартъпи от сферата на квантовите компютри поеха по пътя на обединението. Honeywell Quantum Solutions се сляха с Cambridge Quantum, за да сформират Quantinuum през 2021 г.; Pasqalсе се обедини с Qu&Co през 2022г.; ColdQuanta – преименувана на Infleqtion, придоби Super.tech.
Реалността
В действителност шумът в областта на квантовите изчисления обикновено не е необуздан. Поддръжниците на квантовата технология по време на събитието Q2B се придържаха към по-сдържан тон и умерени очаквания, защитавайки очакванията за бъдещ прогрес.
Общият курс, който се следва е на поетапен и бавен прогрес. Производителите на квантови компютри постепенно увеличават възможностите на новата технология, подобряват софтуера и се борят със смущаващите проблеми с кюбита, които водят до грешни изчисления. Надпреварата за създаването на квантов компютър е балансирана с търпение и технологични пътни карти, които се простират години напред.
Google например постигната първата си цел относно коригирането на грешки през 2022 г. и се очаква следващата такава цел да се постигне през 2025 г., следват още две основни цели по пътната карти и едва през 2029 г. се очаква да се представи наистина мощен квантов компютър. Пътните карти на други компании като Quantinuum и IBM са също толкова детайлни и разпръснати във времето.
Освен това на сцената продължават да се появяват и нови конкуренти. Amazon също има проект за собствен квантов компютър. Фондацията Novo Nordisk, финансирана от фармацевтичния гигант Novo Nordisk съобщи за своя план да финансира проект за квантов компютър в университета в Копенхаген. Целта пред тази машина е да решава научни проблеми през 2035 г.
Какво може да предизвика „квантова зима“
Някои стартъпи със сигурност ще „измръзнат“ в надпреварата за квантовите компютри, тъй като набирането на средства в съвременния свят не е лека задача. Основан цел пред малките компании в сектора ще трябва да е да следват пътните си карти и да постигат поставените технически цели. Това ще изгради доверие в тях и инвеститорите със сигурност биха се заинтересували.
Като цяло трудностите в стартъп сектора няма да предизвикат „квантова зима“. Две други неща обаче имат потенциала да го направят: ако някоя голяма компания, която се занимава с квантови технологии спре да финансира проекта си или ако прогресът в цялата индустрия зацикли.
„Не сме близо до създаването на квантов компютър за общо ползване, който да може да решава реални проблеми,“ коментира Оскар Пейнтър, водещ физик в отдела за квантови разработки към Amazon Web Services. Пейтър обаче също така казва: „Аз съм убеден, че ще постигнем тази цел. Виждам пътя до нея.“