Он похож на золотой канделябр – и содержит самое холодное место в известной вселенной.
Я смотрю на нечто большее, чем просто самый мощный компьютер в мире – это технология, которая является ключом к финансовой безопасности, биткойнам, государственным секретам, глобальной экономике и многому другому.
Квантовые вычисления будут определять, какие компании и страны выиграют, а какие проиграют, оставшуюся часть 21-го века.
Передо мной, на высоте метра над полом в здании Google в Санта — Барбаре, штат Калифорния, стоит Уиллоу. Честно говоря, это было совсем не то, чего я ожидал.
Здесь нет ни экранов, ни клавиатур, не говоря уже о голографических шлемах или чипах для чтения мыслей.
Ива представляет собой структуру размером с нефтяную бочку: серия круглых дисков, соединенных сотнями черных проводов, которые спускаются в бронзовую криогенную ванну с жидким гелием, поддерживающую квантовый микрочип при температурах на тысячную долю градуса выше абсолютной. ноль.
Это выглядит очень похоже на 80-е, но если потенциал квантовых технологий будет реализован, медузоподобная структура из металла и проводов передо мной изменит мир во многих отношениях.
«Добро пожаловать в нашу лабораторию квантового искусственного интеллекта», — говорит Хартмут Невен, руководитель отдела квантового искусственного интеллекта в Google, когда мы проходим через дверь с повышенным уровнем безопасности.
Мэриголд — почти легендарная фигура, сочетание технологического гения и фаната техно-музыки, который одевается так, будто только что приехал сюда на сноуборде прямо с фестиваля Burning Man, для которого он еще и создает арт-объекты. Может быть, так оно и есть – в параллельной вселенной. Подробнее об этом позже.
Его миссия — превратить теоретическую физику в функциональные квантовые компьютеры, «чтобы решать проблемы, которые иначе неразрешимы». Он признает, что он предвзят, но говорит, что эти канделябры демонстрируют лучшие характеристики в мире.
Тайный храм высокой науки
Большая часть наших разговоров вращается вокруг того факта, что нам не разрешено снимать в этой закрытой лаборатории. Эта важнейшая технология подлежит экспортному контролю, секретности и находится в центре гонки за коммерческое и экономическое доминирование.
Любое небольшое преимущество — от формы новых компонентов до компаний в глобальных цепочках поставок — может стать источником стратегического влияния.
Этот храм высокой науки имеет характерное калифорнийское настроение – в искусстве и цветах. Каждому квантовому компьютеру дано имя, например, Якусима или Мендосино, каждый из которых украшен произведением современного искусства, а стены украшены фресками в стиле граффити, освещенными ярким зимним солнцем.
Мэриголд держит в руках Willow, новейший квантовый чип Google, который обеспечил два важных открытия. По его словам, он «раз и навсегда» закрыл дискуссию о том, могут ли квантовые компьютеры выполнять задачи, недоступные классическим компьютерам.
Уиллоу также за считанные минуты решила контрольную задачу — задачу, на решение которой лучшему в мире компьютеру потребовалось бы 10 септиллионов лет, или более триллиона триллионов, или число с 25 нулями, что намного старше возраста
Этот теоретический результат недавно был применен к Quantum Echoes, алгоритму, недоступному обычным компьютерам, который помогает изучать структуру молекул с использованием той же технологии, которая используется в МРТ.
Нэвен перечисляет, как, по его мнению, квантовый чип Уиллоу сможет «помочь решить многие проблемы, с которыми в настоящее время сталкивается человечество».
«Это позволит нам более эффективно открывать медицину»говорит он — Это поможет сделать производство продуктов питания более эффективным, поможет производить энергию, транспортировать энергию, хранить энергию… решить проблемы изменения климата и голода.
Это позволяет нам гораздо лучше понять. природы, а затем разгадать ее тайны, чтобы создать технологии, которые сделают жизнь более приятной для всех нас», — добавляет Невен.
Некоторые исследователи полагают, что настоящий искусственный интеллект будет возможен только с использованием квантовых технологий.
Члены команды здесь недавно получили Нобелевскую премию за фундаментальные исследования «сверхпроводящих кубитов», которые здесь
Чип Willow имеет 8 кубитов, но борьба должна достичь 1 миллиона кубитов для создания «машины общего назначения», способной реализовать безошибочную медицину.
Компании по всему миру стремятся создать революционное
Профессор сэр Питер Найт, председатель Стратегического консультативного совета Национальной программы квантовых технологий, говорит, что им нужна ошибка. Уиллоу был первым, кто продемонстрировал, что исправление ошибок может выполняться посредством повторяющихся циклов исправлений, которые улучшают результат», — говорит он.
Это выводит технологию на путь масштабирования для точного выполнения триллиона операций, возможно, уже через семь-восемь лет, а не через два десятилетия, как считалось ранее.
Если первая четверть этого века ознаменовалась развитием Интернета, а затем искусственного интеллекта, то следующие 25 лет наверняка станут началом квантовой эры.
Как это работает?
Представьте, что вам нужно найти теннисный мяч в одной из тысячи запертых коробок. Квантовый компьютер открывает их все сразу, обычные вычисления квантовые технологии позволяют моментально открыть все сотни сразу одним ключом.
Эти машины подойдут не всем. Они не уменьшатся до размеров телефонов, очков искусственного интеллекта или ноутбуков. Но суть в том, что мощность этих компьютеров растет в геометрической прогрессии, и каждый пытается принять в этом участие.
Я спросил генерального директора Nvidia Дженсена Хуанга, представляет ли это угрозу для его бизнес-модели поставок специализированных чипов искусственного интеллекта.
И один из ведущих британских экспертов в этой области указывает, что поставлено на карту в квантовом мире — ведь это способность расшифровать практически все, от гостайны до биткоина.
Все криптовалюты тоже придется пересмотреть из-за угрозы квантовые вычисления», — говорит сэр Питер.
Один из ключевых партнеров Nvidia заявил в прошлом году, что, хотя у Биткойна еще есть несколько лет, технология должна будет перейти к более безопасному блокчейну к концу десятилетия.
Источники в технологической отрасли используют термин «Собрать сейчас, расшифровать позже» для описания процесса, с помощью которого правительственные учреждения, предположительно, хранят все зашифрованные данные в мире — дома и за рубежом — с помощью ожидание, что будущие поколения смогут получить к нему доступ.
Глобальные гонки
Существует также глобальная гонка. Подход Китая сильно отличается от коммерческой гонки в США и на Западе.
Общий объем ресурсов, которые Китай посвятил квантовым технологиям, оценивается примерно в 15 миллиардов долларов, и, по словам сэра Питера, он может равняться совокупным правительственным программам остального мира.
С 2022 года Китай опубликовал больше научных работ по квантовым темам, чем любая другая страна. Усилия возглавляет физик-новатор Пан Цзяньвэй. Это ключевая часть 14-й пятилетки. Пекин.
Китай решил остановить развитие собственных квантовых исследований в таких технологических компаниях, как Baidu и Alibaba, и сосредоточить людей и инфраструктуру на государственном предприятии. Китай пытается получить преимущество в области квантовой связи и спутниковых технологий.
В прошлом году Пан разработал и протестировал квантовый компьютер Zuchongzhi 3. 0, используя аналогичную технологию, но другой подход, чем у Уиллоу, и сообщил о аналогичных результатах.
Осенью его открыли для коммерческого использования. Все это очень напоминает Манхэттенский проект Второй мировой войны или космическую гонку XXI века.
Великобритания — один из научных центров квантовых исследований. Именно британский учёный провел оригинальное исследование сверхпроводящих кубитов.
Там десятки компаний, которые проводят передовые исследовательские работы. Правительство планирует осуществить значительные инвестиции в эту область в ближайшие недели. Это жизненно важно для экономики, армии и геополитики. Есть надежда, что Великобритания станет третьей державой в этой области.
Параллельные Вселенные
Между тем, в Willow Lab возникают, возможно, еще более экзистенциальные вопросы. В прошлом году Невен предположил, что беспрецедентная скорость Уиллоу подтверждает некоторые концепции существования мультивселенной. На самом деле такую скорость можно было бы объяснить тем, что Уиллоу использует вычислительные ресурсы параллельных вселенных. Не все ученые согласились.
«Дебаты по-прежнему очень оживленные», — говорит он мне.
Мэриголд, осторожность o отмечает, что Уиллоу этого не доказала, но это «намёк на то, что к этой идее стоит отнестись серьёзно».
Это передний край мирового развития – технологий, роста – и британское правительство скоро будет инвестировать сотни миллионов, чтобы догнать Уиллоу и китайские разработки.
Звучит как научная фантастика. Но очень быстро это становится экономической реальностью.