Ученые из Королевского колледжа Лондона стали первой британской академической исследовательской группой, получившей доступ к передовому квантовому компьютерному чипу Google Willow в рамках программы, запущенной совместно с национальной квантовой лабораторией Великобритании в прошлом году.
В теории квантовые компьютеры могут решать задачи, с которыми не справятся самые мощные обычные компьютеры.
Google утверждает, что Willow может решить теоретическую задачу за пять минут, на решение которой самым быстрым суперкомпьютерам мира потребовалось бы 10 септиллионов — или 10 000 000 000 000 000 000 000 000 — лет.
Руководитель проекта из Королевского колледжа, доктор Элеонора Крейн, заявила, что использование ивы «зажжет факел» для исследований, направленных на поиск ответов на вопросы о важнейших природных процессах.
«Было бы полезно, если бы общество смогло понять, как растения преобразуют солнечный свет в энергию, найти материалы, которые быстро передают электричество, или как молекулы связываются друг с другом», — сказал Крейн, который возглавит исследовательскую группу вместе с доктором Александром Шукертом из Парижской ENS.
Эти природные процессы основаны на взаимодействии множества фундаментальных частиц, составляющих строительные блоки жизни.
Но на некоторые вопросы действительно сложно ответить с помощью компьютеров или даже суперкомпьютеров, которые мы используем в настоящее время.
«Если бы мы смогли разобраться в этих процессах, то смогли бы использовать это понимание для создания более совершенных солнечных батарей, более эффективных энергетических сетей и открытия лекарств от ранее неизлечимых болезней», — сказала она.
Наука, объясняющая поведение физических частиц, называется квантовой механикой, и именно на ней основаны работа квантовых компьютеров, что делает их гораздо более подходящими для решения подобных задач.
Хотя большая часть этой области пока носит теоретический характер, Google утверждает, что Willow включает в себя ключевые «прорывы» и «прокладывает путь к созданию полезного крупномасштабного квантового компьютера».
Крэйн заявил, что в Великобритании, Европе, США, Китае и других странах произошли «огромные изменения» в этом направлении.
«Создаются квантовые компьютеры. Они быстро продвигаются к решению полезных для общества задач», — сказала она.
Команда из Кингс проведет исследования на планете Уиллоу, направленные на разработку методов, необходимых для моделирования природных систем, таких как фотосинтез, с помощью квантового компьютера, и для ответа на вопросы о них.
В прошлом году Google Quantum AI и Национальный центр квантовых вычислений (NQCC), британская национальная лаборатория квантовых вычислений, пригласили британских исследователей представить свои проекты с использованием технологии Willow.
По словам Чарины Чоу, главного операционного директора Google Quantum, компания Kings «представила убедительное исследовательское предложение».
Директор NQCC доктор Майкл Катберт заявил, что эта инициатива отражает приверженность Великобритании развитию квантовых исследований мирового уровня.
Правительство Великобритании пообещало выделить 2 миллиарда фунтов стерлингов на финансирование квантовых исследований, и Катберт утверждал, что новые партнерства промышленности с британскими учреждениями также демонстрируют жизнеспособность этой области.
Кембриджский университет недавно объявил о своем крупнейшем в истории корпоративном партнерстве с американской компанией IonQ, занимающейся квантовыми технологиями, с целью размещения, как утверждается, самого мощного квантового компьютера в Великобритании.
Квантовые компьютеры не заменят существующие машины, поскольку существует множество задач, для решения которых они не подходят.
Но если они оправдают ожидания, то обещают множество ценных решений проблем, которые мы сейчас не можем решить.
Ранее в этом году сэр Питер Найт, председатель Консультативного совета по стратегии национальных программ квантовых технологий, заявил Би-би-си, что Willow совершила прорыв, открыв двери для машин, имеющих реальную практическую ценность.
Однако Google сталкивается с жесткой конкуренцией со стороны соперников, обладающих солидным опытом в области квантовых исследований, таких как IBM.
Современные проекты сталкиваются со значительными техническими препятствиями, прежде чем им удастся масштабировать существующие экспериментальные устройства до машин, способных к широкому спектру коммерчески ценных практических применений.
Доктор Крейн настроена оптимистично. В дополнительном интервью на BBC в программе Today она сказала, что к 2028 или 2030 году уже могут появиться способы, с помощью которых квантовые компьютеры смогут решать «чрезвычайно полезные задачи».
Не каждое применение квантовых вычислений однозначно позитивно. Вскоре квантовые машины, возможно, смогут взламывать шифрование, защищающее всё — от транзакций с криптовалютой до личных сообщений.
А некоторые технологические и финансовые компании уже предприняли шаги для защиты своих систем от шпионов и хакеров будущего, использующих квантовые технологии.