В нескольких словах
Квантовые вычисления, обладая огромным потенциалом, могут превзойти ИИ, но для этого необходимо решить проблемы стабильности и разработки надежных квантовых компьютеров. Европейские страны активно инвестируют в эту сферу, стремясь занять лидирующие позиции.
Современная экономика и квантовые вычисления
Современная экономика движется со скоростью битов, элементарных единиц, оживляющих компьютеры. В основе этих машин лежат микропроцессоры, работающие на основе простой и мощной двоичной системы — танца нулей и единиц, формирующего цифровой мир. С момента появления первых компьютеров, занимавших целые комнаты и даже здания, эта система служила основой для таких задач, как написание документов в Word, обучение искусственного интеллекта (ИИ) и даже управление ракетой в космос.
Квантовые вычисления: революция в экономике
Эта реальность как никогда близка к переменам. Технология, способная трансформировать современные вычислительные системы, — это квантовые вычисления. Эксперты сходятся во мнении, что их развитие приведёт к большим экономическим изменениям, чем пресловутый искусственный интеллект. Это связано не только с ускорением прогресса в исследованиях больших языковых моделей, таких как ChatGPT или Gemini, но и с тем, что квантовые вычисления коренным образом изменят большинство критических областей экономики: от обороны и промышленности до финансов.
Новое состояние материи и квантовые компьютеры
Microsoft объявила об обнаружении нового состояния материи, майораны, которое ускорит разработку стабильного квантового компьютера. Однако физики рекомендуют относиться к этому заявлению с осторожностью из-за его надёжности. Тем не менее, новость вновь подогрела дебаты о том, насколько близок мир науки к созданию функционального, безошибочного и легко воспроизводимого квантового компьютера.
Прогресс в Европе и перспективы
В Европе, а также в других регионах, прогресс идет быстрыми темпами, и некоторые полагают, что обещанный день уже не за горами. «В прошлом году были объявления от разных компаний, которые улучшили коррекцию ошибок на 800 и 900», — объясняет Карлос Кучковский, член стратегического консультативного совета по квантовым технологиям Европейской комиссии и основатель Qcentroid, компании, занимающейся разработкой приложений для квантовых вычислений. Кучковский обрисовывает, что будет означать развитие этой технологии в ближайшие годы.
Применение квантовых вычислений в ИИ
Эксперт указывает, что в первую очередь это быстро улучшит исследования в области ИИ: «Машинное обучение хорошо делает прогнозы, но не является инструментом, способным найти лучшее решение проблемы комбинации». Развитие квантовых вычислений позволит, по его мнению, решать математические задачи, которые в противном случае заняли бы годы, так называемые «задачи комбинаторной оптимизации», используемые при распределении посылок, в телекоммуникациях, прогнозировании погоды или оптимизации энергетических сетей.
Принципы квантовых вычислений
Вместо использования классических битов, которые представляют собой ноль или единицу, квантовые вычисления используют тип бита, известный как кубит, который может существовать в обоих состояниях одновременно. Это позволяет кубиту содержать больше информации, чем обычный бит, и увеличивать ее экспоненциально для компьютеров со многими кубитами, что открывает широкий спектр новых вычислительных возможностей.
Будущее, основанное на квантовых вычислениях
«Все, что использует компьютер, будет изменено квантовыми вычислениями», — утверждает Роман Орус, основатель Multiverse Computing, фирмы из Сан-Себастьяна (Испания), разрабатывающей промышленные приложения на основе этой технологии. «Люди этого не заметят, но они начнут видеть, как рассчитываются лучшие маршруты для путешествий, а ответы ИИ становятся более точными, и все это будет делаться из облака, потому что ни у кого не будет квантового компьютера в своем телефоне», — объясняет он по видеосвязи.
Квантовые вычисления: новые возможности
Квантовые вычисления способны моделировать функционирование природы, что открывает новое поле для понимания того, как разрабатывать более эффективные и прочные материалы, а также новые молекулы, ускоряющие разработку лекарств, и улучшенные процессы анализа для промышленных сред. Современные компьютеры потратили бы сотни лет на их решение, объясняет Кучковский. Мощный квантовый компьютер также может, в теории, превзойти многие современные методы шифрования данных, что начинает вызывать беспокойство у правительств и технологических компаний, обрабатывающих миллиарды данных.
Энергетическая эффективность квантовых вычислений
Энергетический вызов — еще одна проблема, которую эта технология может помочь решить, отмечает Кучковский: «Уже есть исследования, подтверждающие, что квантовые вычисления могут сделать искусственный интеллект более эффективным в плане энергопотребления». Министерство энергетики США, страны, где сосредоточено наибольшее количество центров обработки данных (измеряемое их потреблением энергии), оценивает, что серверы ИИ в центрах обработки данных могут потреблять до 326 тераватт-часов к 2028 году, что почти в восемь раз больше, чем они использовали в 2023 году.
Применение в устройствах
Профессор Орус объясняет, что в его компании удалось сжать память большой языковой модели, такой как ChatGPT, на 90%, что снижает ее энергопотребление и может быть развернуто на таких устройствах, как стиральные машины, дроны или автомобили. Главный научный сотрудник Origin Quantum, ведущей китайской компании в области разработки этой технологии, прокомментировал для Computer Hoy, что квантовые вычисления могут преобразовать ИИ, резко сократив время обучения с недель до всего нескольких часов.
Проблемы разработки квантовых компьютеров
Большая проблема заключается в том, что до сих пор не разработан стабильный квантовый компьютер, то есть компьютер, который представляет собой идеальные условия для проведения квантовых вычислений. Во-первых, в большинстве компьютеров этого типа кубиты должны работать при температурах, близких к абсолютному нулю, то есть ниже -273 градусов Цельсия. Второй недостаток — надежность. Все компьютерные чипы совершают ошибки, но в современных компьютерах и смартфонах частота ошибок минимальна. В кубитах малейшее возмущение может вызвать каскад ошибок.
Гонка за разработкой квантовых компьютеров
Гонка за разработкой оборудования, решающего эти проблемы, привлекла компании из большинства развитых экономик. В США Google, Microsoft и IBM, которые продвигали эту отрасль около десяти лет назад, теперь соревнуются за создание «святого Грааля» компьютеров. Китай не публикует цифры своих запланированных инвестиций, но китайские СМИ и исследовательские группы по политике США, такие как аналитический центр Rand Corp. и McKinsey, оценили свои обязательства на аналогичный период от тысячи до более чем 15 миллиардов долларов. Tencent, Alibaba и Baidu — некоторые из компаний, разрабатывающих эту технологию.
Европейский вклад в квантовые вычисления
«Европа, со своей стороны, вложила много капитала и энергии, чтобы быть в курсе и не потерять ореол ИИ. Однако в квантовых вычислениях мы конкурируем с другими регионами на равных, потому что инвестиции были значительными и раньше», — резюмирует Орус.
Достижения в Европе
И Кучковский предупреждает, что «у нас за плечами 30 лет развития», и объясняет, что очень высокий процент научных статей поступает от европейских исследователей и разработчиков. Эксперт подчеркивает, что существуют различные компании, такие как Qilimanjaro, Pascal или IQM Quantum Computers, которым удалось разработать высококачественное оборудование на территории сообщества. В Испании Barcelona Supercomputing Center размещает Quantum Spain, первый испанский квантовый компьютер общего доступа, построенный по 100% европейской технологии. Аналогичные центры есть и в Сан-Себастьяне.
Прогнозы на будущее
Профессор Орус считает, что скачок произойдет не позднее следующего десятилетия. «Мы делаем что-то очень плохо. Алгоритмы ИИ все еще основаны на исследованиях шестидесятых годов, неэффективных. Квантовые вычисления — единственный жизнеспособный путь для этой технологии». Кучковский также делится по видеосвязи, что World Mobile Congress этого года, который он только что посетил, показал гораздо больший интерес со стороны государственных и частных организаций к пониманию квантовых вычислений. «Я уверен, что в следующем году в этой области произойдет бум», — заключает он.
Проект Джерело новини Tendencias
«Тенденции» — проект Джерело новини, с помощью которого газета стремится открыть постоянный диалог о больших вызовах будущего, стоящих перед нашим обществом. Инициатива спонсируется Abertis, Enagás, EY, GroupM, Iberdrola, Iberia, Mapfre, Организацией иберо-американских государств (OEI), Redeia и Santander, а также стратегическим партнером Oliver Wyman.
Вы можете подписаться здесь, чтобы получать еженедельную рассылку Джерело новини Tendencias каждый вторник от журналиста Хавьера Сампедро.
