На фоне быстрого развития искусственного интеллекта технологии квантовых вычислений остаются в тени, несмотря на их потенциал трансформировать основные отрасли науки и промышленности. Квантовая физика, лежащая в основе этих систем, остается одной из самых сложных для понимания областей, что мешает массовому вниманию. Однако параллельно с искусственным интеллектом крупные компании и исследовательские институты продолжают добиваться замечательных успехов в этой области, инвестируя миллиарды в поиск практического применения.
На сегодняшний день квантовые разработки в основном связаны с физическим оборудованием — от вычислительных машин до датчиков и новых форм связи, тогда как искусственный интеллект преимущественно представлен в виде программного обеспечения. Новая технологическая парадигма может возникнуть только тогда, когда эти две области объединятся, хотя текущие эксперименты показывают, что это потребует еще более мощного квантового оборудования и дополнительных научных прорывов.
По оценкам McKinsey, к 2035 году рынок квантовых технологий может достичь 97 миллиардов долларов, тогда как рыночная стоимость искусственного интеллекта уже исчисляется триллионами. Однако обе технологии связаны с повышенными ожиданиями, а иногда и с разочарованиями. В октябре аналитики предупредили о возможном падении акций квантовых технологий на 62%, в то время как о рынке ИИ все чаще говорят как о пузыре.
Более того, квантовые системы, как и нейронные сети, склонны к сбоям. В то время как искусственный интеллект создает так называемые «галлюцинации» (придуманные ответы), квантовые устройства страдают от уязвимости своей операционной среды. Любое внешнее воздействие, будь то свет или шум, может разрушить хрупкое квантовое состояние.
Сами по себе квантовые компьютеры представляют собой громоздкие лабораторные установки. Им нужны сверхнизкие температуры и лазерное охлаждение. Однако некоторые подходы уже приближаются к комнатной температуре – например, использование искусственно выращенных алмазов, как это делает дочерняя компания De Beers Element Six в партнерстве с Amazon Web Services.
Несмотря на то, что таких установок в мире около двухсот, некоторые эксперты уже делают масштабные прогнозы. В частности, глава компании Quantinuum, стоимость которой оценивается в $10 млрд, считает, что влияние квантовых вычислений будет ощущаться во всех аспектах повседневной жизни. Профессор Питер Найт утверждает, что квантовый компьютер сможет решать проблемы, которые не могут решить традиционные суперкомпьютеры.
Одно из наиболее перспективных применений — медицина. Прогнозируется, что квантовые алгоритмы смогут быстро обрабатывать миллиарды комбинаций молекул для создания новых лекарств — процесс, который сейчас занимает годы.
Например, компания Google утверждает, что квантовый чип Willow, который она представила в прошлом году, может за 5 минут решить задачу, на которую даже самым мощным классическим системам потребовалось бы 10 септиллионов лет.
Еще одна важная сфера – сельское хозяйство и химическая промышленность. Здесь квантовые вычисления могут предоставить новые методы производства удобрений и повысить эффективность распределения ресурсов. Что касается датчиков, квантовые принципы уже применяются в атомных часах и неинвазивных системах сканирования мозга. Например, в 2019 году Ноттингемский университет испытал прототип шлема, способного с высокой точностью отслеживать нервную активность детей, не требуя полной неподвижности, как при классическом магнитно-резонансном сканировании.
В Лондоне ученые также протестировали «квантовый компас» — альтернативу GPS, которая может работать в условиях, когда спутниковые сигналы не проходят. Эта технология может повысить устойчивость систем позиционирования, которые важны не только для обороны, но и для банковских транзакций, требующих точной привязки ко времени.
Другие области включают энергетический сектор, где Национальная энергосистема Великобритании изучает возможность управления производством в режиме реального времени с использованием квантовых решений, и транспортную логистику — например, Airbus тестирует квантовые алгоритмы для оптимизации загрузки самолетов, что напрямую влияет на расход топлива.
Однако наряду с перспективами появляются и риски.
Одной из главных угроз считается способность квантовых компьютеров будущего расшифровывать современные схемы шифрования. Даже сегодня правительственные учреждения перехватывают зашифрованные данные в надежде расшифровать их позже, когда у них будет необходимое оборудование.
Переход на стандарты постквантового шифрования начался: Apple и Signal уже используют ключи нового поколения. Но эти меры не распространяются на данные, которые уже защищены старыми методами. Появление полнофункциональной квантовой системы, способной открывать такие архивы, называется «День Q» — и по прогнозам, это может произойти уже в 2030 году.
