Дълбоко в недрата на лаборатория, по-стара от самия интернет, инженери неуморно работят върху огромно научно и инженерно предизвикателство: как да създадат хардуера, който ще отприщи следващата технологична треска.

Тази лаборатория, собственост на IBM, е в челните редици на нова надпревара, в която участват Big Blue, Google, Microsoft и множество стартъпи, разказва The Wall Street Journal.

Тяхната цел? „Квантово предимство“ – моментът, в който квантовите компютри ще надминат възможностите на най-напредналите конвенционални машини. Да, добрата стара IBM се държи достойно срещу конкуренцията на компании с пазарна капитализация от трилион долара.

IBM не е свързвана с голям пробив в иновациите от 2011 г., когато изкуственият интелект Watson победи в шоуто „Jeopardy!“. Но квантовите изчисления, които може да станат комерсиална реалност до 2030 г., дават шанс на 114-годишния стожер на бизнес компютрите да си върне част от блясъка.

Компанията работи върху по-големи клъстери от квантови чипове, които според нея ще позволят мащабни изчисления в рамките на следващите пет години. Само през последния месец IBM обяви партньорство с производителя на чипове AMD за разработка на „суперкомпютри с квантов фокус“.

Междувременно квантовите стартъпи са привлекли почти 2 милиарда долара нови инвестиции.

Както казва Дейвид Кокс, ръководител на изследванията върху AI модели в IBM: „Вашият HR чатбот няма нужда да знае висша физика“

Ефективност пред мащаб: Защо „по-малкият“ езиков модел може да се окаже ключов в АI надпреварата

Завръщането на „голямото желязо“

Залогът е огромен. Квантовите компютри имат потенциала да пробият криптирането, върху което се гради всичко – от пароли за имейли до водещи криптовалути. Те могат да ускорят решаването на оптимизационни задачи, които затрудняват както логистичните компании, така и армиите.

В дългосрочен план – благодарение на способността си да симулират материята на субатомно ниво – те могат да доведат до пробиви във всяка област: материалознание, медицина и селско стопанство.

Те работят, като използват квантовите характеристики на материята на атомно ниво. На теория могат да извършват някои видове изчисления милиарди пъти по-бързо от конвенционалните компютри.

Процесът е толкова контраинтуитивен, че изглежда почти като магия. Обяснено малко по-дълго: за разлика от класическия бит, който може да бъде само 1 или 0, квантовият бит – или „кубит“ – може да съществува в суперпозиция от много състояния едновременно. Това позволява на компютъра почти мигновено да изследва множество потенциални решения на даден проблем. Една от теориите дори предполага, че това работи благодарение на паралелни вселени.

Слънчевите изригвания могат да прекъснат връзката на света и затова учените се обръщат към изкуствения интелект в търсене на решение

IBM и NASA създават дигитален близнак на Слънцето, за да предвиждат бъдещи бури

Предизвикателствата пред кубитите

Независимо от теориите за мултивселената, компаниите вече произвеждат хардуер, базиран на тази наука. IBM и Google използват сходен подход и срещат едни и същи проблеми: кубитите са толкова чувствителни към смущения, че дори космически лъч – или земетресение на другия край на света – може да наруши работата им.

Да се направят кубитите устойчиви на такива смущения – т.нар. „устойчивост на грешки“ – е задача, върху която Джери Чау работи в IBM още от 2010 г. Завършил физика в Харвард, той се присъединява към компанията веднага след докторантура и днес ръководи квантовите ѝ изследвания, разказва WSJ.

Неговият проект е IBM Quantum System Two – масивна машина, която работи с реални задачи за пионерите в областта. Системата, охлаждана с течен хелий, символизира амбицията на IBM да върне славните времена, когато компанията доставя „голямото желязо“ – компютри, чиито размери съответстват на мощта им.

Последните пробиви в сектора възстановяват увереността, че до края на десетилетието ще бъдат създадени пълномащабни квантови системи

Google и IBM вярват, че първият работещ квантов компютър е на хоризонта

Пътят към 2030 г.

IBM има предимството да разполага със собствена фабрика за чипове – нещо, което малко американски компании все още поддържат. Това ѝ позволява да развива едновременно и процесорите, и хардуера, който ги поддържа – включително сложните „полилеи“ от мед и окабеляване, охлаждащи чиповете почти до абсолютната нула.

Докато истинският търговски пазар вероятно е поне на пет години разстояние, съществуващи машини като Quantum System Two вече се използват за сериозни изследвания. Расте и броят на инженерите, които се учат да програмират тези системи – досега са публикувани над 3000 научни статии, базирани на хардуера на IBM.

Според анализатора на Gartner Марк Хорват, до края на десетилетието IBM и основните ѝ конкуренти ще започнат да реализират значителни приходи от квантови изчисления. Главният изпълнителен директор на IBM Арвинд Кришна дори сравнява този бъдещ момент с пробива на Nvidia при бума на генеративния изкуствен интелект.

IBM планира до 2029 г. да представи първия си мащабен, устойчив на грешки квантов компютър.

Квантовите компютри обещават революция в множество индустрии, но също така заплашват да обезсмислят всяка една защита, която защитава данните ни в днешно време

Краен срок 2030: Задава ли се квантов „Ден на Страшния съд”?

Конкуренцията

Google следва собствена шестстепенна пътна карта към „полезен“ квантов компютър, който според компанията ще бъде факт до 2033 г. Тази седмица Google бе избрана да участва в проект на DARPA за оценка на претенциите на производителите на квантови компютри.

Microsoft залага на различна технология – топологични кубити, които теоретично са по-лесни за управление. Макар все още непроверена, компанията настоява, че е на прав път и очаква да постигне квантов компютър с 1 милион кубити, побиращ се в гардероб.

Според Gartner в момента се следят осем различни физически подхода за изграждане на квантови машини. Някои – като този на IBM – изискват температури, по-ниски от тези в Дълбокия Космос. Други работят при стайна температура, но са в начален стадий. Дори има вариант, използващ диаманти като подложка – изключително труден за производство.

За разлика от революцията в изкуствения интелект, която изненада мнозина, квантовата революция се очаква отдавна – и големите технологични компании не искат да я пропуснат. Показателно е, че шефът на Nvidia Дженсън Хуанг в началото на годината заяви, че квантовите изчисления са далечна перспектива – изявление, което свали акциите на сектора – но само два месеца по-късно обяви собствен проект в областта.

Кришна от IBM приветства конкуренцията. Според него фактът, че десетки компании работят по същата цел, само доказва, че революцията е близо.

„Ако бяхме само ние – казва той – тогава с право бихте попитали: ‘Защо да ви вярваме?’“