Квантови компютри или AI: кое наистина ще промени света и кое просто ще „изгори“ на вълната на хайпа?

На фона на бързия напредък в областта на изкуствения интелект технологиите за квантови изчисления остават в сянка – въпреки потенциала им да трансформират основни сектори на науката и промишлеността. Квантовата физика, която стои в основата на тези системи, остава една от най-трудните за разбиране области, което възпрепятства масовото внимание към нея. Въпреки това, успоредно с изкуствения интелект, големи компании и изследователски институти продължават да правят забележителни стъпки в тази област, инвестирайки милиарди за намиране на практически приложения.

Към днешна дата квантовите разработки са свързани предимно с физическия хардуер – от изчислителни машини до сензори и нови форми на комуникация, докато изкуственият интелект е представен предимно като софтуер. Нова технологична парадигма може да се появи едва когато тези две области се обединят, въпреки че настоящите експерименти показват, че това ще изисква още по-мощен квантов хардуер и допълнителни научни пробиви.

Според McKinsey пазарът на квантови технологии може да достигне 97 млрд. долара до 2035 година, докато пазарната оценка на изкуствения интелект вече се измерва в трилиони. И все пак и двете технологии са свързани с повишени очаквания и понякога с разочарования. През октомври анализатори предупредиха за вероятен спад от 62% на акциите на квантовите технологии, докато за пазара на AI все по-силно се говори като за балон.

Освен това квантовите системи, подобно на невронните мрежи са податливи на сривове. Докато изкуственият интелект създава така наречените „халюцинации“ (измислени отговори), квантовите устройства страдат от уязвимостта на работната си среда. Всяко външно влияние, било то светлина или шум, може да наруши крехкото квантово състояние.

Самите квантови компютри са обемисти лабораторни установки. Те се нуждаят от свръхниски температури и лазерно охлаждане. Въпреки това някои подходи вече се доближават до стайна температура – например с помощта на изкуствено отгледани диаманти, както прави дъщерното дружество на De Beers, Element Six, в партньорство с Amazon Web Services.

Въпреки факта, че в света има около двеста такива инсталации, някои експерти вече правят мащабни прогнози. По-специално, ръководителят на Quantinuum, оценявана на 10 млрд. долара смята, че въздействието на квантовите изчисления ще се усети във всички аспекти на ежедневието. Професор Питър Найт твърди, че квантовият компютър ще може да решава проблеми, които традиционните суперкомпютри не могат да направят.

Едно от най-обещаващите приложения е медицината. Предполага се, че квантовите алгоритми ще могат бързо да обработват милиарди комбинации от молекули, за да създават нови лекарства – процес, който сега отнема години.

Например, Google твърди, че квантовият чип Willow, който представи през миналата година твърди е в състояние да реши за 5 минути задача, която дори на най-мощните класически системи би отнела 10 септилиона години.

Друга важна област е селското стопанство и химическата промишленост. Тук квантовите изчисления могат да осигурят нови методи за производство на торове и да подобрят ефективността на разпределението на ресурсите. Що се отнася до сензорите, квантовите принципи вече се прилагат в атомните часовници и неинвазивните системи за сканиране на мозъка. Например, през 2019 гoдина Университетът в Нотингам изпробва прототип на шлем, способен да следи невронната активност при деца с висока точност, без да се изисква пълна неподвижност, както при класическото магнитно-резонансно сканиране.

В Лондон учените са тествали и „квантов компас“ – алтернатива на GPS, който може да работи в среда, в която сателитните сигнали не са способни да преминават. Технологията би могла да подобри устойчивостта на системите за позициониране, които са важни не само за отбраната, но и за банковите транзакции, изискващи точна справка за времето.

Други области включват енергийния сектор, където Националната мрежа на Обединеното кралство проучва възможността за контрол на производството в реално време с помощта на квантови решения, и транспортната логистика – например, Airbus тества квантови алгоритми за оптимизиране на натоварването на самолетите, което има пряко въздействие върху разхода на гориво.

Наред с перспективите обаче се появяват и рискове.

За една от основните заплахи се смята способността на квантовите компютри в бъдеще да декриптират съвременните схеми за криптиране. Още днес правителствените агенции прихващат криптирани данни с очакването да ги декриптират по-късно, когато ще разполагат с подходящо оборудване.

Преходът към стандарти за постквантово криптиране е започнал: Apple и Signal вече използват ключове от следващо поколение. Но тези мерки не се прилагат за данни, които вече са защитени със старите методи. Появата на напълно работеща квантова система, способна да отваря такива архиви се нарича „Q-ден“ – и според прогнозите това може да стане още през 2030 година.