Правительство Австралийского Союза объявило о выделении почти 940 миллионов австралийских долларов (около 57 млрд руб.) американской PsiQuantum, стартапу в области квантовых вычислений, базирующейся в Кремниевой долине. Кристофер Ферри, доцент Сиднейского технологического университета, прокомментировал перспективы этого стратегического капиталовложения. Источник: The Conversation.
Половина озвученной суммы финансирования поступит от правительства Квинсленда, а взамен стартап из США разместит разрабатываемый квантовый компьютер в г. Брисбен, а свою региональную штаб-квартиру – в аэропорту Брисбена.
PsiQuantum утверждает, что сможет построить первый в мире «полезный» квантовый компьютер. Такое устройство действительно может оказаться чрезвычайно полезным для таких задач, как взлом кодов, открытие новых материалов и лекарств, моделирование климата и погоды, а также осуществление прочих сложных вычислений.
Компании по всему миру – и правительства некоторых стран – стремятся первыми решить загадку квантовых вычислений. Насколько вероятно, что ставка Австралии на PsiQuantum окупит себя?
Квантум 101
Квантовые компьютеры – это компьютеры, на которых выполняются квантовые алгоритмы. Это пошаговые наборы инструкций, которые изменяют данные, закодированные квантовой информацией. Обычные компьютеры, поясняет Ферри, управляют цифровыми алгоритмами – пошаговыми наборами инструкций, изменяющими цифровую информацию.
Цифровые компьютеры представляют информацию в виде длинных строк из единиц и нулей. Квантовые компьютеры, в свою очередь, представляют информацию в виде длинных списков чисел. За последнее столетие ученые обнаружили, что эти числа естественным образом закодированы в мелких деталях энергии и материи.
Квантовые вычисления принципиально отличаются от традиционных вычислений. В них используются принципы квантовой физики, позволяющие выполнять вычисления, невозможны для самых мощных цифровых компьютеров.
Известно, что квантовые алгоритмы способны решить многие задачи за значительно меньшее количество шагов, чем цифровые алгоритмы. Однако на сегодняшний день никто так не создал квантовый компьютер, который мог бы надежно запускать квантовые алгоритмы.
Ставка на свет
Исследователи по всему миру пытаются создать квантовые компьютеры, опираясь на различные технологии.
Подход PsiQuantum ориентирован на использование отдельных частиц света, называемых фотонами, для обработки квантовых данных. Предполагается, что квантовые компьютеры на основе фотонов будут в меньшей степени подвержены ошибкам, чем другие виды таких компьютеров.
Также правительство Австралии инвестировало порядка 40 миллионов австралийских долларов (2,4 млрд руб.) в сиднейскую компанию Silicon Quantum Computing. Этот стартап стремится кодировать квантовые данные в мельчайших частицах, заключенных в кремнии и других известных материалах, уже используемых в современной электронике.
Третий подход – это «захваченные ионы», а именно индивидуально захваченные электрически заряженные атомные частицы, преимуществом которых является то, что они по своей природе стабильны и идентичны. Американский стартап IonQ идет по этому пути.
В то же время многие технологические компании считают, что в настоящее время ведущим подходом в разработке квантовых компьютеров являются искусственные атомы на основе сверхпроводящих цепей, которые можно настраивать с различными свойствами. Именно такого подхода придерживаются Google, IBM и Rigetti.
На сегодня полностью выигрышной технологии в этом направлении не существует. Вероятно, в конечном итоге возобладает гибридный подход.
График, установленный PsiQuantum и поддержанный федеральными властями Австралии, направлен на создание действующего квантового компьютера к 2029 году. Некоторые эксперты считают этот прогнозируемый график слишком оптимистичным, поскольку три года назад компания PsiQuantum заявляла намерение уложиться в более ранний срок – к 2025 году.
Прогресс в области квантовых технологий был устойчивым с момента их появления почти три десятилетия назад. Но еще предстоит преодолеть множество проблем, чтобы создать устройство, которое было бы достаточно мощным, чтобы быть полезным, и не было бы подвержено ошибкам.
Квантовое будущее Австралии
Заявление австралийский властей демонстрирует важность принятого обязательства по продвижению технологии квантовых вычислений как внутри Австралийского Союза, так и во всем мире. Этот план соответствует объявленной политике правительства Энтони Албаниза «Будущее, сделанное в Австралии».
Однако инвестиционные риски будут несколько омрачены дебатами по поводу прозрачности и процесса отбора определенной компании-стартапа.
Критики указывают на отсутствие подробного публичного раскрытия информации о том, почему именно PsiQuantum была выбрана при наличии австралийских компаний-конкурентов.
Эти опасения подчеркивают необходимость более открытого диалога о государственных расходах и выборе партнеров для поддержания доверия австралийского общества к настолько крупномасштабным технологическим инвестициям.
Общественное доверие трудно завоевать, если федеральными властями практически не предпринимается никаких усилий для обучения людей квантовым технологиям. Между тем, некоторые специалисты утверждают, что «квантовая грамотность» станет навыком XXI века наравне с цифровой грамотностью.
Австралийский Союз сделал ставку на квантовое оборудование. Но даже если это оборудование будет работать так, как планируется, оно будет полезно лишь в том случае, если в государстве будут люди, умеющие его использовать, а это означает потребность обучения квантовой теории и соответствующему программному обеспечению.
Для достижения этой цели в конце 2022 года была сформирована «Австралийская сеть квантового программного обеспечения», объединяющая более 130 ведущих исследователей страны в области квантовых алгоритмов, программного обеспечения и теории, включая Кристофера Ферри, автора данной статьи.
Правительство заявляет, что проект PsiQuantum должен создать до 400 специализированных рабочих мест, что позволит удержать и привлечь новые высококвалифицированные таланты как в штат Квинсленд, так и в Австралию. В пресс-релизе также содержится впечатляющий прогноз о том, что успех может «привести к дополнительному увеличению ВВП Австралии на 48 миллиардов австралийских долларов и к созданию 240 000 новых рабочих мест к 2040 году».
Достичь этой цели помогут такие усилия, как «Сиднейская квантовая академия», «Австралийский центр квантового роста», а также собственный стартап Ферри в области квантового образования Eigensystems, в рамках которого недавно была запущена платформа персональных квантовых вычислений и квантовой грамотности Quokka.
В ближайшее десятилетие образование и обучение в этом направлении будет иметь решающее значение не только для поддержки этих инвестиций, но и для расширения опыта Австралии, чтобы страна могла стать нетто-экспортером в квантовой индустрии и важным игроком в глобальной гонке за квантовым компьютером.