Почему квантовые вычисления остаются без инвестиций
IBM Research/Flickr
Главная Аналитика, Технологический сектор

Азим Азхар, предприниматель, изобретатель и журналист, поделился своим мнением о том, почему квантовые вычисления похожи на эксперимент Шредингера — они есть, и одновременно их нет.

За последние несколько недель я много нового узнал о квантовых компьютерах, повстречался с лидерами квантовой команды Microsoft, представителями проектов IBM Q, Ctrl-Q, IonQ и экспертами Кембриджского центра квантовых вычислений. Я даже познакомился с моделью дистилляционного холодильника для квантового процессора IBM. Процессор работает при температуре, близкой к абсолютному нулю. В этой статье я попытался разобраться, что мешает инвесторам вкладывать больше денег в квантовые стартапы, исследования и разработки.

Перспективы квантовых компьютеров

Квантовые компьютеры обещают стать совершенно новой формой вычислений, воплотив в жизнь физические принципы, заложенные физиками Де Бройлем, Шредингером, Гейзенбергом и Бором менее 100 лет назад. Я не буду вдаваться в основы квантовых вычислений и их возможности (по этой теме на YouTube есть отличная презентация Джули Лав).

Необходимо понимать, что квантовые компьютеры обладают невероятной вычислительной мощностью и способны помочь нам в решении ключевых проблем современности. Если разработчики сумеют воспроизвести достаточное количество стабильных «логических» кубитов — фундаментальных строительных блоков квантовых вычислений, — чтобы создать рабочий компьютер, технология сможет проводить критически важные расчеты, недоступные для современных ЭВМ.

Пример неоспоримого превосходства квантовых компьютеров — решение так называемых задач поиска (поиска лучшего способа получения информации, однозначно определяющего решение). При использовании классических компьютеров спектр возможных вариантов в таких задачах растет экспоненциально, однако алгоритмы Гровера на квантовом компьютере позволяют свести рост к субэкспоненциальному. Поиск решения задачи с 1 млн переменных на квантовом компьютере занимает в 500 раз меньше шагов, чем на традиционном.

Почему квантовые вычисления остаются без инвестиций
IBM Research/Flickr

Другой практический пример — попытка понять как FeMoco, химический кофактор фермента нитрогеназы, позволяет бактериям столь эффективно связывать азот для дальнейшего использования. На процесс Габера-Боша (синтез аммиака из атмосферного азота) тратится около 3% общемировой энергии, поэтому использование «опыта» бактерий принесло бы огромные плоды.

Существуют и другие перспективные направления на новом рубеже биохимии, в том числе поглощение углерода, поиск новых материалов и огромный прогресс в разработке новых лекарств. Кроме того, квантовые вычисления прекрасно подходят для таких областей, как машинное обучение и логистика.

Физика уже давно говорит, что нам под силу построить эти машины. Основоположниками этой области науки в начале 1980-х стали Ричард Фейнман и Дэвид Дойч.

Некоторые эксперты утверждают, что за последние несколько лет мы добились значительного прогресса в решении ключевых проблем при создании квантовых компьютеров и их компонентов, кубитов. В настоящее время за лидерство в этой области борются почти полдюжины различных технологий: сверхпроводимые кубиты (как в компьютере IBM); топологические кубиты (этот подход развивает Microsoft); ионные ловушки (метод IonQ); квантовые точки (совместный проект Intel и QuTech) и, пожалуй, кубиты на алмазах с дефектами. Наибольших результатов добились IBM и IonQ.

Эксперты частично правы, когда утверждают, что мы уже вышли за границы теории. Основные технические проблемы связаны с коррекцией ошибок, когерентностью и созданием достаточного количества кубитов. При этом все они лежат в области техники, а не науки.

Сегодня уже есть рабочие квантовые компьютеры, доступные через веб-сервисы. Самый известный — IBM Quantum Experience, квантовый компьютер из 20 кубитов.

Неожиданный поворот

Если квантовые компьютеры настолько перспективны и способны произвести революцию в машинном обучении, разработке лекарств и поиске, а также помочь человечеству в борьбе с главной проблемой современности — изменением климата — не должны ли мы вкладывать все доступные ресурсы в их развитие?

Да, для этого потребуются огромные инвестиции. Однако в будущем они способны принести десятки триллионов долларов и оправданы даже с учетом риска.

Но на самом деле все обстоит совсем иначе. Инвестиции медленно растут, однако их сравнительный уровень остается крошечным. В поисках информации я исследовал три области: заявления властей, публичные сведения об инвестициях в квантовые стартапы и вложения крупных корпораций в эту область. Результаты меня поразили.

Учитывая огромный потенциал квантовых вычислений, фактические уровни инвестиций в эту область оказались невероятно низкими (за одним исключением, о котором пойдет речь ниже). Подсчет специалистов в LinkedIn показал, что менее 2000 человек работают в компаниях, имеющих отношение к квантовым компьютерам (и это с учетом маркетологов и специалистов по связям с общественностью). Логика подсказывает, что самой обширной должна быть команда IBM Q, создающая экосистему для разработчиков с помощью API IBM Quantum Experience. Поиск в LinkedIn показывает, что в IBM работает всего 300 специалистов, связанных с квантовыми компьютерами. Стартапы в аналогичной области еще скромнее — например, у Rigetti менее 150 сотрудников.

Почему квантовые вычисления остаются без инвестиций
Connie Zhou/IBM/Flickr

Некоторые оценки выходят за рамки LinkedIn. По данным Еврокомиссии, по всему миру в области квантовых вычислений заняты всего 7000 человек.

Венчурное финансирование отрасли также невелико. На данный момент лидируют D-Wave (175 млн долларов), Rigetti (70 млн), Cambridge Quantum Computing (50 млн) и IonQ (20 млн). По подсчетам Еврокомиссии, совокупные глобальные ежегодные инвестиции в исследование квантовых вычислений не превышают 1,5 млрд евро. Оценки Deloitte чуть выше: 2,2 млрд долларов государственных инвестиций в отрасль.

Таким образом, в некотором смысле квантовые вычисления похожи на эксперимент Шредингера — они есть, и одновременно их нет.

С одной стороны, квантовая отрасль демонстрирует все признаки близкой к зрелости технологии (брифинги для прессы, отчеты консалтинговой компании Gartner, анализ от инвестиционных банков и услуги консультантов), а крупные технологические компании обещают представить рабочие системы в течение пяти лет.

С другой стороны, уровни инвестиций мизерные по сравнению с тем, что могут вложить корпорации или венчурные фонды (для сравнения, Wag — приложение, связывающее владельцев собак с теми, кто может вывести их питомцев на прогулку, — недавно привлекло 300 млн долларов). Это говорит о том, что крупные инвесторы не уверены в потенциале технологии и боятся препятствий, которые сложно оценить/преодолеть, либо время, в течение которого их вложения окупятся и принесут существенную прибыль, слишком велико.

Зрелость или начало долгого пути?

Три момента мешают развитию отрасли квантовых вычислений:

  1. Сложный теоретический аппарат. В основе вычислений лежит настоящая квантовая физика. Впрочем, как утверждают многие эксперты в этой области, основные проблемы сегодня связаны с разработкой, а не с научным обоснованием. И инженеров на планете гораздо больше, чем физиков-теоретиков.
  2. Венчурные капиталисты требуют большей предсказуемости и обозримости. На данный момент только три стартапа, занимающиеся разработкой квантовых компьютеров (D-wave с его специфическим подходом, Rigetti и IonQ), получили их поддержку. Это говорит о том, что венчурные фонды крайне осторожно подходят к оценке перспектив отрасли и объемов капитала, необходимого для реализации проектов.
  3. Правительства отказались выступить в роли «инвесторов последней надежды» в базовую технологию.

На самом деле кажется, что основное препятствие сегодня — именно недостаток финансирования (2−3 пункты). Конечно, по-прежнему существует большая неопределенность в отношении того, когда будут преодолены технические барьеры, и у человечества появятся работоспособные квантовые компьютеры. Многие страны с настороженностью относятся к поддержке фундаментальных исследований в этой области, несмотря на обширные свидетельства позитивной отдачи от государственных инвестиций в других областях науки и промышленности.

Почему квантовые вычисления остаются без инвестиций
Zuma\TASS

Специалисты BCG оценивают размер рынка квантовых вычислений в 2035 году с разбросом в 28 раз — от 2 млрд долларов в базовом сценарии до 57 млрд в благоприятном. Они пишут:

«Квантовые компьютеры имеют огромную сферу применения, но сроки их появления могут значительно варьироваться в зависимости от технических прорывов в этой области».

Другими словами, среднесрочные перспективы рынка не определены и зависят того, когда технология действительно начнет работать.

Впрочем, существуют одно исключение. И это исключение — Китай, планирующий вложить 10−16 млрд долларов в Национальную лабораторию квантовой информатики. Ее открытие запланировано в ближайшие два года. Это огромные объемы инвестиций, способные вывести Китай на первое место в отрасли. Китайская компания Alibaba также вкладывает крупные средства в облачную реализацию квантовых вычислений. Недавно она представила процессор на 11 кубитах (по этому параметру Alibaba пока отстает от IBM).

Всего пару лет назад я скептически относился к перспективам и стадии развития квантовой отрасли. Как указывает Джерри Нойманн, еще в 2000 году говорили о появлении квантовых компьютеров «всего через пять лет», поэтому эта технология может оказаться такой же недостижимой, как управляемый термоядерный синтез, до которого всякий раз «остается совсем немного». Впрочем, постепенно все меняется... Просто хотелось бы видеть более значимые инвестиции в эту захватывающую отрасль.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал Insider.Pro News и оставайтесь в курсе актуальных новостей мира криптовалют.

Подготовила Тая Арянова

Источник: Hacker Noon

Читайте также:

Хотите узнать больше о гражданстве за инвестиции? Оставьте свой адрес, и мы пришлем вам подробный гайд

Пожалуйста, опишите ошибку
Закрыть
Free market quotes
Что происходит на рынке? Будь в курсе!
Только у нас бесплатные котировки и все финансовые новости в одном месте.
Закрыть
Спасибо за регистрацию
Поставь лайк, чтобы мы и дальше могли публиковать интересные материалы бесплатно