Квантовите компютри са сфера, която може да промени напълно света, особено в комбинация с друга технология – изкуствения интелект (AI). Втората все повече навлиза в медийното пространство, покрай усъвършенстваните езикови модели и чатботовете за създаване на съдържание. То първата все още се води изключително нишова тема. Най-малкото защото първите образци и разработки все още са на теоретично или лабораторно ниво.
През 2019 г. Google предприе първия си квантов скок – представи процесор, който може да извършва толкова операции, като количество и сложност за 200 секунди, които на традиционен суперкомпютър биха отнели 10 хил. години. Различни учени оспориха твърдението и рамките на този период, традиционните машини от най-висок клас достигнаха възможностите на квантовия процесор.
В началото на декември, Google отново хвърли ръкавицата със следващия си пробив в този сегмент. Новият процесор Willow поставя съвсем различен скок на възможности. Технологичният гигант твърди, че чипът може да извършва толкова операции за пет минути, за които на най-бързия суперкомпютър ще са му необходими 10 септилиона години (или 1025 години – бел. ред.). По-големият пробив обаче е твърдението, че Willow редуцира значително грешките, които се създават при квантовите изчисления. Това е по-важно от скоростта, защото в момента е основният недостатък на новата технология.
Willow не греши (много)
Квантовите компютри се различават от традиционните по начина по който се определят двете основни състояния на двуичния код (1 и 0). При изчисление с нормален процесор, оперативната памет определя, коя част да е 1 и коя 0. Затова, колкото по-голяма е тя, толкова повече информация може да се обработи накуп. При квантовия се ползва идеята за суперпозиция или това, че една част може да бъде едновременно 1 и 0. Съответно, това качество се измерва в квантови битове или кюбитове (qbit), вместо в традиционните битове.
Новата технология създава две големи предизвикателства. Първото е в самото създаване на процесор, който да може да ползва суперпозиция. Второто е, когато такава е постигната, да се елиминира броя на грешките, които се появяват при обработката на информацията. Това се появява, поради естеството на кюбитовете и бързия обмен, което затруднява квантовите компютри да опазват целостта на данните. Поради което, колкото поевче кюбитове ползва даден чип – толкова повече грешки той може да прави.
Google твърдят, че са обърнали тенденцията напълно. При Willow, колкото повече кюбитове се ползват – толкова повече намаляват грешките. Те са редуцирани наполовина, като е експериментирано с от 9 до 49 кюбита. Според Google това е историческо постижение, към което се стремят учените от 1995 г. насам, когато е въведена идеята за коригиране на квантовите грешки от Питър Шор.
От хиляди до септилиони години
Постижението на Google от 2019 г. постигна квантово превъзходство, при което за 200 секунди се извършиха изчисления, за които на традиционните компютри ще са им необходими 10 хил. години. С Willow, технологичният гигант вдига много рязко летвата и сега при пет минути изчисления (300 секунди, за да сме в едни мерни единици – бел. ред.) се постига превъзходство от 10 септилиона години. Или 104 срещу 1025 разлика, при само 50% увеличение на времето за изчисление на квантовия компютър.
От Google твърдят, че мащабите на разликата надхвърлят тези на физиката и възрастта на Вселената. Независимо от тези твърдения, постижението на Willow поставя съвсем нови граници за квантовите компютри. Което ще го направи и по-трудно постижимо от традиционните, както се случи през последните пет години с предишния им квантов чип.
Самият Willow е проектиран и разработен изцяло в специалната лаборатория на Google в Санта Барбара в щата Калифорния. Максималния му капацитет на работа са 105 кюбита и извършва 909 хил. корекции в секунда. Следващата стъпка на екипа на технологичния гигант е да се развият и практични приложения на квантовите компютри. В момента, основната дейност на Willow е да се тестват възможностите и да се чистят грешките. Екипите на Google ще се фокусират и върху такива изчисления, които да имат приложение в практиката.
Блокчейн истерия
Докато, технологичният гигант тепърва ще търси роля на квантовия компютър в реалния свят, в крипто средите се появи паника и дори елементи на истерия. Причината е, че при толкова мощни и бързи изчисления може да се пробие шифрирането на блокчейна – основната технология за криптиране, на която се базират криптовалутите.
По-конкретно, се оказва, че най-старата такава – биткойнът, е уязвим, заради начина по който се съхраняват ключовете от трансакциите. В първите години, популярната дигитална валута използва портфейли с публични такива, което позволява на квантовия компютър да ги дешифрова. Тоест, по-старите потребители, които все още използват такива дигитални портфейли са теоретично уязвими на квантовите изчисления.
Крипто средите са разединени дали новата технология представлява по-голяма заплаха. По-новите дигитални портфейли разкриват публично ключовете за секунди, което дава много малък прозорец за атака. Това дава известно успокоение в крипто сектора, но други се опасяват, че бързия напредък на квантовите компютри може напълно да обезсмисли блокчейн кодирането. Във всички случаи се забравя, че макар и големи да са постиженията на Google, те все още са на ниво лабораторни тестове.
Квантова надпревара
Друг елемент от квантовите компютри е надпреварата, която се развива не само между някои основни технологични компании, но и на държавно ниво. Освен Google, големи инвестиции в тази сфера имат IBM, Microsoft, Intel и на ниво графични процесори също така работи Nvidia. Но те не са единствените. Китай развива квантовите компютри на държавно ниво, като инвестира над 15 млрд. долара в тази сфера.
На два пъти, китайските учени са заявявали по-добри резултати в квантово превъзходство от Google. Това се случва през 2021 г. и после през 2023 г., като и двата са от Китайския научен и технологичен университет в Хефей. Първият е 66 кюбитов процесор Jiuzhang 2.0, който ползва технологията на Google и постига квантово превъзходство от 30 трилиона години (3×1012) за 1 милисекунда от изчисления, спрямо традиционния суперкомпютър. Вторият пробив е осъществен през 2023 г. със следващия модел процесор Jiuzhang 3.0, който е с 1 милион пъти по-бърз от предшественика си.
Затова, пробивът на Google с Willow е значим не само от технологична, но и от геополитична гледна точка. Тъй като надпреварата от години е, както на корпоративно, така и на държавно ниво. За момента, възможностите на квантовите компютри са обещаващи, но сме далеч от тяхното имплементиране извън лабораториите. Което не пречи някои сектори, като криптовалутите вече да се чувстват застрашени.
