Британский стартап создал маленький квантовый компьютер. Почему это может стать технологическим прорывом?

Британская компания Orca Computing объявила о создании одного из самых маленьких в мире квантовых компьютеров. Но важен не только размер, важна новая технология.

По словам представителей Orca Computing, учрежденной в 2019 году группой ученых Оксфордского университета во главе с профессором Йеном Уолмсли, использование технологии, не требующей охлаждения, впервые сделает квантовые компьютеры коммерчески привлекательными.

Но их конкуренты другого мнения и идут собственной дорогой.

Фотонам не нужно охлаждение

Квантовые компьютеры, находящиеся пока на стадии разработки, используют явления квантовой механики (квантовую суперпозицию и квантовую запутанность), что резко увеличивает способность обрабатывать и передавать данные. Они оперируют не битами, способными принимать значение либо 0, либо 1, а кубитами (квантовыми битами), имеющими значения одновременно и 0, и 1.

Основные игроки в области создания квантовых компьютеров, включая Google и IBM, используют охлаждение элементов, из которых состоит устройство, почти до абсолютного нуля. Их модели велики по размеру, требуют сложного сопутствующего оборудования и стоят очень дорого.

Компания Orca Computing впервые использовала в своем устройстве кванты света — фотоны. Профессор Уолмсли — автор ряда работ, посвященных этим мельчайшим единицам света, одновременно элементарным частицам и электромагнитным волнам.

Мы в маленьком офисе Orca Computing в технопарке на западе Лондона. Исполнительный директор Ричард Мюррей открывает дверь в святая святых. На вид — обычная серверная. Ничего футуристического.

"Мы полностью меняем представление о квантовом компьютере, — говорит он. — Он [здесь] работает при комнатной температуре и выглядит, как традиционный компьютер: ящик на подставке. Как видите, все обыденно".

"Чем хороши единичные фотоны — они не взаимодействуют с окружающей средой", — подчеркивает Мюррей.

Коммерческая привлекательность

В перспективе квантовые компьютеры смогут обрабатывать массивы данных, обычным компьютерам недоступные. Среди потенциальных сфер из применения — прогнозирование климатических изменений, ускорение создания искусственного интеллекта и разработка новых лекарств.

Для практического использования нужны квантовые компьютеры, оперирующие сотнями, а в будущем — миллионами кубитов. У компьютера фирмы Orca их всего четыре. Это существенно меньше, чем у конкурентов.

Но главное, что принцип работает, а нарастить мощность — дело техники. По словам представителей компании, на это понадобится еще пара лет.

Профессор Уолмсли говорит, что использование технологии, не требующей охлаждения, впервые сделает квантовые компьютеры коммерчески привлекательными.

Ричард Мюррей сообщил, что новый компьютер будет представлен публике на промышленной выставке в конце этого года.

Один из ведущих британских специалистов по квантовым компьютерам профессор Джон Мортон из Университетского колледжа в Лондоне считает, что использование фотонов — многообещающий метод.

По его словам, идеей уже заинтересовались другие, более крупные компании.

"Фотоника точно не будет периферийным направлением", — утверждает эксперт.

Первый продукт фирмы Orca по мощности примерно соответствует часам Apple Watch и значительно уступает экспериментальным моделям Google, Rigetti и IBM. И профессор Мортон не уверен, что с задачей увеличения производительности будет так уж легко справиться.

Конкуренция на квантовом поле

Orca получает финансирование от правительства, которое провозгласило своей целью сделать Британию мировым лидером в создании квантовых компьютеров.

Американская компания Rigetti решила строить свой квантовый компьютер в Соединенном Королевстве, на производственной площадке Оксфордского университета вблизи города Абингдона.

Менеджер Rigetti Мэнди Берч демонстрирует модель, созданную компанией. В отличие от компьютера Orca, она похожа на огромный золотой канделябр, из которого во все стороны идут провода.

"То, что вы видите перед собой — контрольные линии, установка для охлаждения и прочая инфраструктура, обеспечивающая работу первого в Британии действующего квантового компьютера", — говорит она.

32 элемента-кубита, привезенные из США, пока сохраняются в герметичных контейнерах, наполненных жидким кислородом.

Следующий этап — собрать их вместе, включить установку для охлаждения и начать тестирование.

Говоря "первый действующий компьютер", фирма Rigetti имеет в виду, что в начале 2022 года частные клиенты получат доступ к нему для решения практических задач.

Первые заказчики — Standard Chartered Bank и компания Phasecraft, которые собираются использовать его соответственно для прогнозирования волатильности финансовых рынков и разработки более совершенных зарядных батарей.

Пока это только начало, говорит Мэнди Берч.

"Квантовые компьютеры пока не эффективнее, не быстрее и не дешевле по сравнению с классическими компьютерами. Но то, что мы здесь делаем — это прогресс на пути к решению задач, которые обычным компьютерам недоступны".

На вопрос о её отношении к разработкам фирмы Orca Мэнди Берч отвечает дипломатично.

"Мы присутствуем при зарождении новой отрасли экономики. Интересно наблюдать за развитием разных технологий. Мы сосредоточились на полупроводниковых кубитах и считаем данный подход наиболее гибким и практичным".

Фирма Orca тоже заключила первые коммерческие сделки — с телекоммуникационной компанией BT Group и нефтегазовым гигантом BP.

Ричард Мюррей признает, что непросто соперничать с американскими компаниями, располагающими куда большими финансовыми возможностями. Но Британия способна поднять перчатку, уверен он.

"Почему мы потеряли веру в себя? У нас есть первоклассная технология и все предпосылки к тому, чтобы конкурировать успешно, особенно при поддержке правительства. Главное — оставаться оптимистами".