В прошлый раз мы разбирали (и отлично так разобрали, на 200+ комментариев), почему нейросети на самом деле не являются сильным ИИ, а само появление последнего весьма маловероятно. Сегодня объектом нашего рассмотрения станет следующая священная корова технологического прогресса — так называемые «квантовые компьютеры», которые в воображении адептов уже практически готовы и вот-вот начнут вести нас за ручку в золотой век человечества. На самом же деле…впрочем, читайте дальше!
В смысле миф?!
В 90-х я был маленьким любознательным мальчиком и читал «Энциклопедию профессора Фортрана», как, наверное, и очень многие на этом сайте. Именно там на последних страницах я впервые столкнулся с концепцией суперкомпьютеров — удивительных, футуристично выглядящих, совершенно инопланетных устройств, которые очень скоро порешают все проблемы в мире.
Где-то в то же время, в каком-то популярном журнале я впервые услышал словосочетание «квантовый компьютер» (по-моему, их тогда еще путали в популярной прессе с «просто» суперкомпьютерами), и этот термин намертво в моей развивающейся голове сцепился с вышеописанным комплексом образов и впечатлений. Что-то футуристическое, стремительное, созданное на совсем новых принципах.
Технология, которая изменит мир, волшебный теплоход прогресса, и он вот-вот уже совсем на пороге, практически завтра сойдет со стапелей инженерной верфи и поплывет в будущее — а мы все будем у него на борту, радоваться и петь.
Каково же было мое удивление, когда я вырос и решил выяснить, а как там дела с квантовыми компьютерами? Оказалось, что примерно так же, как с летающими машинами из «Блейд Раннера» и «Пятого элемента» — прошло 30 лет, а воз и ныне там, их просто нет. С летающими машинами, правда, есть большая разница — все знают, что их нет (в этом месте мне обязательно укажут на экспериментальные образцы в Дубае и Китае, ага), а вот с квантовыми компьютерами не все так однозначно.
Откройте гугл, введите в запрос эти магические два слова — и, о чудо, уже давно все есть и даже работает, что-то там объединяют и масштабируют, что вообще очень смешно: начало статьи: — «ученые решили одну из ключевых проблем квантовых компьютеров — проблему масштабирования»; конец статьи — «масштабирование квантовых компьютеров остается серьезной технической задачей, которая, вероятно, потребует новых физических открытий и интенсивных инженерных усилий в ближайшие годы». То есть, ничего не решили на самом деле, но заголовок есть.
Короче говоря, надо просто немного подождать, потерпеть и не бухтеть (и продолжать славить Квантового Бога) — и оно обязательно вот-вот случится и ПОЛНОСТЬЮ изменит нашу жизнь (ничего не напоминает?).
Даже на Хабре — ради эксперимент введите в поиск «квантовый компьютер». Вам расскажут, что это «реальная технология, основанная на законах квантовой физики» что «квантовые компьютеры уже существуют и работают в лабораториях по всему миру, хотя пока далеки от повседневного использования», что они «существуют в реальности, но пока что находятся на ранней стадии развития», и так далее.
Редкие отрезвляющие голоса от настоящих специалистов просто тонут в море ни на чем не основанных восхвалений, ничем не подкрепленных прогнозов и обещаний, и просто безудержного фанбойства перед технологией, которой в том виде, в котором ее нам обещали, пока просто не существует.
Квантовая магия или квантовый мираж?
История с квантовыми компьютерами очень напоминает не только тему с сильным ИИ (который в воображении технооптимистов уже давно существует или вот-вот появится), но и другие подобные мифы-мечты, типа холодного ядерного синтеза. Эта технология до сих пор существует только на бумаге, и несмотря на многочисленные сообщения о том, что что-то там было зафиксировано, до сих пор ничего не было объективно подтверждено.
И все-таки про ХЯС говорят, о нем фантазируют — как эта технология изменит мир и поведет человечество в новую эпоху, уже даже придумали, как именно она это сделает. Возможно, это магический эффект от потока букв: если про что-то очень много рассуждают в интернете, в статьях, даже во вроде бы серьезных научных публикациях — не может же этого на самом деле не быть.
Перечислим, что, по мнению технооптимистов, поможет решить после своего появления квантовый компьютер (примеры собраны по многочисленным публикациям из разных областей на тему, все ссылки приводить не буду, вот например раз, два, три, четыре, пять, шесть):
Ученые с помощью КК быстро найдут супер‑катализаторы для дешевого «зеленого» водорода, смоделируют атмосферу до молекулы — мы получим идеальное средство для исправления всего, что мы натворили с климатом!
Откроют новые источники энергии, типа батареи с плотностью ядерного топлива, но без радиоактивности.
За считанные минуты расшифруют свертки белков‑мишеней, смоделируют весь метаболизм клетки, «отладят» старение как баг в коде, помогут решить проблемы с теломерами и вообще вылечить все болезни. Точное моделирование молекулярных взаимодействий и химических реакций!
Да что там молекулы, нам наконец-то хватит мощностей на моделирование настоящего, сильного ИИ! Ведь, как известно, для решения этой задачи не хватает только более сильных мощностей (нет).
Недетерминированная полиномиальная трудность (NP-трудность) тоже исчезнет, ну какие трудности для волшебного Квантового Компьютера? (На самом деле не доказано, что квантовые компьютеры будут способны эффективно решать произвольные NP‑полные задачи, только их отдельные классы).
Лафа настанет и для игроков на финансовых рынках, динамику которых можно будет просчитывать практически глазами Бога (тут фантазеры не идут дальше и не задумываются, а что же случится с самим рынком в случае появления у каждого игрока фактора полной предсказуемости — но это уже сюжет для хорошего фантаста).
Мы сможем моментально изобретать новые сплавы с идеальной массой и прочностью, откроем сверхпроводники комнатной температуры.
И может быть даже сможем разработать движок нового типа для прыжка к звездам! Понятно, что новые уникальные материалы для его производства, алгоритм его создания, а также то, как будет происходить процесс запуска и высокоточной навигации по пульсарам — это все тоже подскажут квантовые компьютеры (надо только немного подождать).
Неловко от межзвездных перелетов спускаться на землю, но да, еще у нас будет абсолютный квантовый интернет, идеальное шифрование, цифровое моделирование государства и вообще реальности — можно будет тестировать там все, что угодно, от законов до урбанологистики!
Теорию петлевой квантовой гравитации и теорию струн тоже можно будет проверить на экспериментальных моделях!
А еще не будет больше богатых и бедных! Квантовые компьютеры помогут рассчитать оптимальный алгоритм распределения благ для всего человечества!
Все это, напомним, должна принести одна единственная технология — Сверхтехнология, которая завершит все технологии! Философский камень, Святой Грааль, Экскалибур технологического прогресса, не меньше. Вспоминается Жак Эллюль с его (абсолютно справедливой) теорией, что поклонение технологическому прогрессу — это отвлечение от реальных проблем мира или сублимация нехватки чего-то духовного.
Когда я все это читал, мне, конечно, стало интересно, а на чем вообще основаны все эти прекрасные прогнозы — звучит очень серьезно, настоящий технологический мессианизм, как будто мы вот-вот уже создадим механического Спасителя который нас всех вытащит из матрицы и исправит все те глупости, что мы, несмышленыши, натворили.
Да ни на чем они не основаны с практической точки зрения.
Это просто фантазии, основанные на логических ошибках и бурном воображении. Не будет никакого общего «ускорения всего» — в лучшем случае, стремительное решение определенных довольно узких задач (например, факторизации или симуляции молекул). Не будет никакого эквивалента «компьютера общего назначения» — квантовые компы специализированные, поиграть в квантовый DOOM на них не получится.
И уж точно не будет никакого спасения человечества или даже хотя бы относительного его улучшения (как его не произошло от электричества, автомобиля, интернета, смартфона и нейросети).
Почему же этот странный миф жив и весьма активен? Ну, конечно, в первую очередь благодаря пиару корпораций — Google, IBM и Microsoft, которые изобрели маркетинговый мем про «квантовое превосходство» (quantum supremacy), и его так в очень серьезном тоне до сих пор в каждой статье и воспроизводят.
А еще эта сфера очень хорошо собирает гранты и инвестиции. И, что очень удобно для кормящихся на Квантовом Мифе, всю эту тему абсолютно никто не понимает, ни журналисты, ни инвесторы, ни государственники — что мы наглядно увидим в следующем разделе.
Чем должен быть квантовый компьютер?
В общих чертах вы и так наверное знаете, но все-таки процитируем определение из хорошей статьи М.И. Дьяконова «Будет ли у нас когда-нибудь квантовый компьютер?» (выпуск 21 бюллетеня «В защиту науки» от Комиссии РАН по борьбе с лженаукой, 2018, стр. 90-99):
Идея квантовых вычислений состоит в хранении и обработке информации способом, принципиально отличным от используемого в обычном (классическом) компьютере, оперирующим с ансамблем микро-транзисторных переключателей между состояниями «включено» — «выключено». В каждый данный момент состояние классического компьютера описывается последовательностью (↑↓↑↑↓↑↓↓…), где символы ↑ и ↓ представляют биты информации, физически реализуемые как открытое и запертое состояния данного транзистора. Для N транзисторов существует 2N различных состояний компьютера. Процесс вычисления состоит в последовательности переключений некоторых транзисторов между их ↑ и ↓ состояниями, в соответствии с заданной программой.
В квантовом компьютере классический элемент с двумя состояниями заменяется на квантовый элемент с двумя базисными состояниями, называемый кубитом. Простейшим объектом такого рода является собственный угловой момент электрона — спин, с удивительным квантовым свойством обладания только двумя возможными проекциями на любую ось: +1/2 и −1/2 (в единицах постоянной Планка). Для любой выбранной оси мы опять имеем два базисных квантовых состояний спина ↑ и ↓. Однако произвольное спиновое состояние описывается волновой функцией ψ = a↑ + b↓, где a и b — комплексные числа, удовлетворяющие условию нормировки |a|2 + |b|2 = 1, так что |a|2 и |b|2 являются вероятностями для спина оказаться в базисных состояниях ↑ и ↓ соответственно.
В отличие от классического бита, принимающего только одно из двух состояний ↑ и ↓, кубит имеет континуум возможных состояний, определяемых квантовыми амплитудами a и b. Это свойство часто описывается несколько мистическим и пугающим утверждением того, что кубит может существовать одновременно в двух своих состояниях ↑ и ↓. (Это подобно утверждению, что вектор в плоскости xy, направленный под углом 45° к оси x, одновременно направлен по обоим направлениям x и y, — в некотором смысле верно, но не слишком содержательно).
Михаил Игоревич Дьяконов (р.1940), кстати, не какой-то левый специалист не в теме и тем более не гуманитарий — он физик со множеством публикаций и премий (в том числе лауреат Госпремии СССР), сделавший ряд важных практических открытий, который сам увлеченно занимался квантовыми проблемами в молодости — пока не понял, что масштабирование всего этого дела больше всего похоже на обман.
Кстати, сколько кубитов нам нужно для того, чтобы хотя бы приблизиться к выполнению любой из перечисленных выше задач, которые должен магически решить Квантовый Компьютер — хотя бы на какой-то небольшой приблизительной области?
Оценки разнятся, но из-за технической стены, на которую налетели ученые (сверхчувствительность кубитов к шуму, из-за которой их надо постоянно корректировать, для чего требуются в свою очередь еще кубиты) — для работающего квантового компьютера нам нужно от десятков до сотен тысяч кубитов, если не миллионы.
Скажем так, надо преодолеть порог от 100 000 кубитов, и тогда вообще можно будет хотя бы говорить про полноценный квантовый компьютер (так сообщили IBM в 2024 году, они всерьез ставят эту цифру как реалистичную и достижимую цель, правда, без даты).
Так, хорошо, а что у нас есть сейчас, чтобы делать вообще такие заявления? Тысчонка хотя бы наверное точно есть, 1/100 от заявленной цели?
Нет, ее нет.
А что у нас есть?
У нас есть небольшие (и невероятно дорогостоящие, напоминаю) конструкторы, максимум на 156 кубитов. Или вот, Google очень гордится своим новым чипом Willow на целых 105. А в далекие смутные времена 2018 года, когда была опубликована статья профессора Дьяконова, были рабочие системы только на единицы и десятки кубитов. Очевидно, прогресс идет!
Когда он такими темпами дойдет до требуемых величин, правда, непонятно — даже при самом оптимистичном прогнозе (представим, что закон Мура тут применим) удвоения числа кубитов каждый год — чего очевидно на данный момент не происходит — понадобится несколько десятилетий для того, чтобы вообще получить впервые систему, с которой можно работать. В каковом получении в принципе есть серьезные сомнения (см. следующий раздел статьи).
Погодите, но ведь есть еще гениальная прорывная разработка от той же IBM — новейший квантовый процессор Condor на целых 1121 кубитов! Ведь это уже достижение? ChatGPT в ответ на запрос с гордостью называет именно самым крупным существующим квантовым компьютером, а значит это точно правда!
Нет, не правда. Все 1121 кубитов в IBM Condor — это «физические» кубиты, не объединенные в «логические» кубиты, которые обеспечивали бы ошибкоустойчивость. Работоспособность всей системы в реальном времени не показана, нет достоверных публикаций, где бы эти кубиты работали совместно. Без коррекции ошибок (например, через Surface Code – чтобы объяснить, что это такое, потребуется отдельная статья), эти кубиты быстро теряют когерентность и вносят шум, синергичной производительности не получается.
Поддержка 1000+ кубитов требует столько же отдельных линий управления и считывания, идеального калибровочного стека, сверхнадежного охлаждения. Сейчас просто невозможно создать технологические условия, при которых такое количество кубитов будет работать целиком. Даже если на чипе IBM физически есть 1121 кубит, работать стабильно (то есть, засчитываться за реальную вычислительную мощность) из них могут только десятки или, например, сотня. Но «1121 кубит» в новостном заголовке выглядит красивее, спору нет. Да, это бесспорное инженерное достижение, но в плане фактической мощности «сверхпроцессор» IBM Condor не особо выделяется на фоне «соратников» на 100 кубитов.
Ах да, еще есть разработки от канадской компании инфоцыган D-Wave Systems — которая, совершенно серьезно заявила в 2024 году, что у нее практически готов (надо только чуть-чуть подождать) Квантовый Компьютер аж на 1200 кубитов! И его выложат в облако! Для всех! Серьезный прорыв, не так ли?
На самом деле даже странно, что D-Wave вдруг решили так скромничать, всего какие-то 1200 кубитов! Еще с 20 мая 2011 года, когда весь остальной научный мир мучился с запутыванием всего нескольких кубитов, канадцы (возглавляемые выпускником МГУ, кстати) уже продавали — на минуточку, за $11 млн — «квантовый компьютер на 128 кубитов», который решал только одну задачу — дискретную оптимизацию. Покупатели нашлись, между прочим, оружейный магнат Lockheed Martin.
Раз покупают, то надо продолжать — и в 2017 году D-Wave продавали уже «2000-кубитный» (!) квантовый компьютер за $15 млн, в 2018-м анонсировали «4000-кубитный», а в 2019-м — «5000-кубитный»!
Что же это за кудесники такие, почему руководитель D-Wave (который, что очень смешно, жаловался, что его разработки называют лженаукой) до сих пор не на обложках всех мировых журналов вместо Илона Маска?
Как вы уже наверное догадались, дело в том, что ни «5000-кубитных», ни «1200-кубитных» квантовых компьютеров не существует. Машины от D-Wave действительно работают — в рамках очень узкоспециализированных задач — и в них даже присутствует, наверное, некая квантовая запутанность (тут все неоднозначно). Вот только есть сомнения, что это вообще можно называть квантовым компьютером, а еще внутри у них реально кластеры из 8 или 16 кубитов, синергию между которыми, кажется, не удалось однозначно доказать. Тогда, что, выходит такой кластер скорее всего и есть реальная вычислительная мощность машины за десятки миллионов долларов? А что вы тогда продаете, получается? А как оно на самом деле работает? Непонятно.
Устройства D-Wave — это квантовые отжигатели, применимые лишь к узкому классу задач (если вообще допустить, что они работают так, как заявлено, учитывая общую одиозность разработчиков). Используемые в них кубиты сильно ограничены по функционалу, а масштабируемость — предмет споров. Тем не менее, компания продолжает продвигать свои продукты как «квантовые компьютеры», что вводит в заблуждение непосвященных.
Но D-Wave заключают контракты с госагентствами и корпорациями, их упоминают, в том числе в свежих статьях на Хабре в качестве «технологических лидеров квантовой индустрии», они раздают пафосные интервью и продолжают вещать про Квантовые Компьютеры на тысячи кубитов, а какая-либо критика их разработок в англоязычной вики, в отличие от русской, вообще отсутствует — при всем очевидном абсурде заявок о компьютерах на 5000 кубитов. Люди делают серьезный бизнес.
Настолько серьезный, что в конце апреля 2025 против D-Wave начали расследование о мошенничестве — в рамках которого звучат формулировки, вы не поверите, что на самом деле «разработки компании — это маркетинговый трюк, а вовсе не прорыв в технологический области». Невероятно, кто мог подобное предположить?
Я привожу эту ситуацию тут, чтобы проиллюстрировать, насколько все плохо с медиарепрезентацией темы квантовых компьютеров, и как легко задурить среднему человеку голову.
Но, может быть, уже хотя бы на существующих и точно работающих микросистемах (которые сложно с серьезным лицом называть Квантовыми Компьютерами, это как называть советский калькулятор полноценным ПК и обещать, что вот-вот на нем запустится DOOM: Dark Ages, надо только немного подождать) очевидны преимущества квантовых компьютеров?
Наверняка же они работают лучше, быстрее, веселее, уже сейчас показывают интересные результаты?
Тоже нет.
На самом деле они работают в решении задач хуже, чем обычные, ни разу не квантовые компьютеры.
Чтобы меня не обвиняли в голословности, приглашаю вас прочесть детали эксперимента вот в этой чудесной хабростатье (вообще она изумительно раскрывает и тему и проблематику реализации КК), а сюда скопирую выводы:
Что нам хотелось бы сделать? Разложить на множители число, состоящее из 2 048 бит.
Что нам удалось? Разложить на множители 35 (6 бит).
Что нам хотелось бы сделать? Предсказать свойства молекулы со 151 электроном.
Что нам удалось? Предсказать свойства молекулы с 5 электронами.
Что нам хотелось бы сделать? Оптимизировать работу 6 000 объектов.
Что нам удалось? Оптимизировать один проект из восьми задач.
Мы увидели на примерах, что размеры задач, которые могут быть решены квантовыми вычислительными устройствами, на сегодня несоразмерно меньше размеров задач, которые хотелось бы решить или уже решаются обычными компьютерами.
А оно вообще в принципе реализуемо?
Мы не знаем. Несколько кубитов или даже несколько десятков кубитов запутать уже технически не проблема, но при попытке масштабирования всего этого дела ученые налетают на стену технических ограничений — а мы помним по цифрам, да, что без масштабирования все это не имеет смысла — квантовый компьютер как таковой создан не будет.
Что это за ограничения?
Кубиты очень «шумные», живут миллисекунды (за которые должны выполнить кучу работы) и при этом сами очень чувствительны к шуму (происходит декогеренция, схлопывание из квантового состояния от малейшего воздействия внешней среды), соответственно при их количественном добавлении ошибки растут экспоненциально, что пока что скорее сводит на нет эффект от добавления новых кубитов. Еще есть шум при считывании, а еще неидеально работают квантовые вентили (гейты), при том, что точность требуется запредельная, до множества знаков после запятой.
Масштабирование для проекта квантового компьютера это не просто «прибавить кубит» (типа как привинтить в оперативку еще одну полоску RAM), а каждый раз с нуля выстраивать систему, где все кубиты управляемы, синхронизированы, охлаждаемы и читаемы одновременно (и еще надо не сойти с ума в процессе просчитывания всего этого).
Даже при нынешнем масштабе на 100 кубитов возникает колоссальное число инженерных, физических и теоретических ограничений. Как же это будет выглядеть, например, на 10000? Очевидно, даже не в линейные 100 раз сложнее, а гораздо, гораздо больше. И ведь даже 10000 кубитов это все еще 1/10 от минимума, необходимого для полноценного КК.
Далее, кубитам требуется особая среда, создавать и поддерживать которую очень дорого, например, огромные холодильники с температурой порядка 10–20 мК. Чем больше кубитов, тем сложнее контролировать флуктуации температуры и электромагнитные поля. С точки зрения управления это тоже пока какой-то ад (и альтернативы не видно), ведь каждый кубит требует точной индивидуальной настройки — радиочастотного сигнала, фазы, частоты, времени импульса, что в системах типа IBM или Google достигается через сотни коаксиальных кабелей через криостаты. По мере умножения элементов управления, разумеется, растет и число возможных внешних воздействий и перекрестных помех, искать которые уже на таком масштабе весьма выматывающее предприятие.
И лучше, наверное, даже не начинать рассуждать про ошибкоустойчивые логические кубиты, без которых все это в принципе бесполезно и получение которых вообще сейчас находится на зачаточном уровне. Хотя Google, Quantinuum и IBM очень стараются (раз, два, три) — и в 2024 году заявили о теоретических подходах, потенциально снижающих количество физических кубитов на логический ниже 100, но пока без демонстрации полной устойчивости. Все это еще предстоит протестировать, чтобы, несомненно, столкнуться с новыми трудностями — нужна точная и стабильная работа тысяч физических кубитов, каждый гейт, каждая связь должна иметь ошибку < 10⁻³, требуется синхронизация на уровне наносекунд, и т. д.).
Вернемся к статье профессора Дьяконова:
Большая и важная цитата
Число кубитoв, необходимое для построения полезной машины (т. е., такой, которая способна конкурировать с вашим лэптопом в решении некоторых специальных проблем, как например, разложения на простые множители очень больших чисел по алгоритму Шора), оценивается в пределах 103 −105 . Таким образом, число непрерывных переменных, описывающих состояние компьютера в каждый данный момент должно оцениваться числом, по меньшей мере, 21000 (~10300), которое много, много больше числа частиц во Вселенной (их, всего лишь, порядка 1080)!
В этом месте нормальный инженер или экспериментатор теряют интерес. Возможные ошибки в классическом компьютере порождаются ошибочными переключениями одного или нескольких транзисторов из закрытого состояния в открытое, или наоборот. Такие ошибки, конечно, очень нежелательны, но они могут быть преодолены сравнительно простыми методами дублирования. В сравнении с этой проблемой классического компьютера, выполнение сизифовой задачи контроля 10300 непрерывных параметров представляется абсолютно невообразимым.
Однако теоретики квантовых компьютеров (КК) преуспели в создании всеобщей веры в возможность реализации масштабных квантовых вычислений, апеллируя к знаменитой «пороговой теореме»: если ошибка на кубит — на переключение не превышает некоторой заданной величины, то становятся возможными неограниченно длинные квантовые вычисления — ценой существенного увеличения числа используемых кубитов (логический кубит реализуется с помощью нескольких физических кубитов). По счастью, число кубитов возрастает только полиномиально с увеличением масштаба вычислений, так что общее число необходимых кубитов должно возрасти с N = 103 всего лишь до N = 106 −109 (разумеется, с соответствующим возрастанием ужасающегo числа 2N непрерывных параметров, характеризующих состояние всей квантовой машины!)
(В связи с этим Леонид Левин, профессор математики Бостонского университета, сделал следующее остроумное замечание: «Какие мыслимые эксперименты могли бы доказать, что КК находится в заданном состоянии с требуемой точностью? Я готов предложить для этого ресурсы всей Bселенной, но не больше!)»
Практическое осуществление квантового компьютера основано на манипулировании на микроскопическом уровне и с грандиозной точностью многоэлементной физической системой с непрерывными степенями свободы. Очевидно, что для достаточно большой системы, квантовой или классической, эта задача становится невыполнимой, именно поэтому такие системы переходит из ведения микроскопической физики в область статистической физики. Представляет ли система из N = 103 −105 квантовых спинов, необходимая чтобы превзойти классический компьютер в решении ограниченного числа специальных задач, достаточно большой в этом смысле? Сможем ли мы когда-либо научиться контролировать 10300 (по меньшей мере) амплитуд, определяющих квантовое состояние такой системы? Мой ответ — нет, никогда. В физическом мире непрерывные величины (как например, квантовые амплитуды) не могут быть измерены или управляемы с абсолютной точностью.
Можно возразить, мол, статья написана 7 лет назад, с тех пор произошла технологическая революция, и мы совершили прорыв к созданию квантового компьютера! Автор статьи ошибается и вообще не разбирается в теме!
Но нет, прорыва не произошло, революции не случилось и, наверное, не произойдет. Квантовый компьютер останется просто очень дорогостоящей и прекрасной мечтой — по крайней мере точно на нашем веку.
Перспективы
Все вышесказанное, конечно, не означает, что нужно бросить идею квантового компьютера (как и идею сильного ИИ). Бюджеты осваиваются, исследователи исследуют, что-то там экспериментируется, может быть хотя бы что-то попутно откроют интересное — и это действительно принесет пользу науке.
Просто не надо от этой идеи ничего ждать (ну, в ближайшие лет 30 точно), не надо верить заголовкам в СМИ (и особенно пресс-релизам самих технокорпораций). Если квантовый компьютер в принципе реален, то до его практической реализации мы вполне можем и не дожить текущими темпами разработки. Если он принципиально недостижим — тем более, зачем вообще об этом думать и возлагать свои надежды на чистый фантазм?
Пока что мое мнение скорее совпадает с тем, что сформулировал уже цитировавшийся выше М. И. Дьяконов:
Существует огромный разрыв между рудиментарными, но очень сложными экспериментами, проведенными с несколькими кубитами, — и чрезвычайно развитой теорией квантовых вычислений, которая опирается на манипуляции от тысяч до миллионов кубитов для вычисления чего-либо полезного. Этот пробел вряд ли скоро будет закрыт…Я думаю, что несмотря небывалую активность в течение 20 лет, история квантового компьютера приближается к своему концу, потому что 20 лет — это типичное время жизни большого пузыря в науке, потому что слишком много необоснованных обещаний было дано, потому что общество устало от почти ежедневных объявлений о новых «прорывах», поскольку все академические позиции в области квантовых вычислений уже заняты, потому что адепты квантовых вычислений стареют и становятся менее активными, в то время как молодое поколение ищет чего-то нового. Обсужденные выше проблемы, как и другие, неупомянутые здесь, оставляют серьезные сомнения относительно дальнейшей судьбы квантового компьютера.
Надо думать о реалистичных путях решения накопившихся мировых и научных проблем, а не фантазировать о всесильной технологии, которая нас всех спасет, и не писать о ней как о чем-то уже существующем.
Автор данной хабростатьи не против прогресса, он против сакрализации фантазмов в интересах маркетинговых пузырей, против принятия научной фантастики за научную практику. Как и в случае с мифом про сильный ИИ, реальный квантовый компьютер (если он вообще станет реальным) — возможно, вообще не та технология, которую мы ждем, и уж точно не то, что там себе о нем представляет техно-оптимистичная публика.
Реальность скучна, но мы в ней живем. Давайте об этом помнить и не убегать слишком уж далеко в фантазии.
Спасибо, что дочитали! Не забудьте поделиться в комментариях своим мнением о перспективах КК — и о том, в чем именно автор статьи неправ.
Длинный список материалов, которые я цитирую и на которые ссылаюсь в этой статье
CNews: Создан самый маленький в мире квантовый компьютер, в котором используется один фотон
BBC: «Ошеломляюще мощный»: Google представил новый чип для квантовых компьютеров
Habr: Квантовые компьютеры для чайников
Habr: Квантовые компьютеры для всех: уже здесь и сейчас или грядущее науки?
Habr: Достижения технологических лидеров в области квантовых вычислений
Habr: Что может квантовый компьютер уже сегодня. По фактам
Habr: D-Wave Systems продали свой первый 2000-кубитный квантовый компьютер
N+1: D-wave начала продажи 2000-кубитного квантового вычислителя
3DNews: Самый мощный в мире квантовый компьютер на 1200+ кубитов скоро станет доступен в облаке
PGPU: Моя поездка в D-Wave: по ту сторону мясного сэндвича (архив)
NewScientist: Controversial Wuantum Computer Aces Entanglement Tests
MIT: 3Q: Scott Aaronson on Google’s new quantum-computing paper
GlobeNewswire: D-Wave Quantum Inc. Company Investigated by the Portnoy Law Firm
Google: Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip
McKinsey: Pharma’s digital Rx: Quantum computing in drug research and development
McKinsey: Quantum computing just might save the planet
Forbes: Quantum Supremacy: The GPT-1 Moment Of Computing's Next Revolution
Quantum Zeitgeist: Quantum Internet: The Unhackable Future of Communication
MDM: Future-Proofing Distribution Systems with Quantum Computing
IEEE Spectrum: Microsoft Tests New Path to Reliable Quantum Computers
PubMed: Suppressing quantum errors by scaling a surface code logical qubit
PubMed: High-threshold and low-overhead fault-tolerant quantum memory
М.И. Дьяконов «Будет ли у нас когда-нибудь квантовый компьютер?»
Комментарии (121)
digrobot
27.05.2025 05:49Спасибо, надо почитать Дьяконова. Вот эта цитата мне понравилась:
Это свойство часто описывается несколько мистическим и пугающим утверждением того, что кубит может существовать одновременно в двух своих состояниях ↑ и ↓
Выходит, что проекцию на каждую ось посчитали состоянием, и на этом основании заявили, что кубит находится сразу в нескольких состояниях? Звучит как бред.
shkal
27.05.2025 05:49Спин - это НЕ вектор. Он всегда равен 1/2 или -1/2 независимо от ориентации внешнего магнитного поля. Проекции вектора - это вероятности получить одно или другое значение в эксперименте.
digrobot
27.05.2025 05:49
ГуглоИИ так не считает
unreal_undead2
27.05.2025 05:49Врёт же. Спинор похож на вектор (особенно в простых случаях с двумя состояниями), но отличия есть.
AKudinov
27.05.2025 05:49Не совсем так. Проекция спина частицы (или кубита) на ось может быть +1 (условно, спин "смотрит вверх") и -1 (спин "смотрит вниз"). А раз квантовая частица может находиться в состоянии +1 и -1, то она одновременно находится в обоих этих состояниях. Как кот Шрёдингера, который одновременно жив и мёртв. И только при проведении измерения (открытии ящика с котом) состояние редуцируется до наблюдаемых +1 и -1, с какой-то вероятностью.
digrobot
27.05.2025 05:49Подбрасываем вверх монету, "измеряем" её состояние, поймав ладонями - получаем +1 и -1 (орел или решка). В чем тут отличие от спина частицы, и можно ли говорить о том, что в полете монета находится одновременно в двух состояниях?
shkal
27.05.2025 05:49А это как раз разница между истинной случайностью и недостатком информации. В случае с монетой можно вполне вообразить какой нить лазерный измеритель, который отслеживает вектор перпендикуляра к плоскости монеты в реальном времени и совершенно точно предскажет, какой стороной она упадёт. В случае спина принципиально невозможно такое. Теория скрытых переменных, неравенство Белла, вот это всё.
digrobot
27.05.2025 05:49Но ведь доказательство неравенства Белла как раз строится на том, что спин фотона квантуют к бинарной величине, пропуская его через поляризатор, и почему-то называют это "измерением".
shkal
27.05.2025 05:49Никакого "доказательства неравенства Белла" в математическом смысле не существует. Неравенство Белла - эта метод экспериментальной проверки наличия или отсутствия внутренних переменных в случае запутанных частиц. Оно может быть реализовано разными физическими параметрами,в т.ч. поляризацией фотонов ( ей просто проще манипулировать)
WASD1
27.05.2025 05:49А это как раз разница между истинной случайностью и недостатком информации.
"Истинная" и "неистинная" случайности тут вообще не при чём (замените во всех своих рассуждениях "истинную случайность" на "крайне сложные вычисления" - ничего не изменится).
По уму тут нужны:
- неравенства Бэлла, чтобы доказать истинную случайность.
- или квантовая запутанность частиц - чтобы объяснить откуда берётся "параллельность" вычислений.shkal
27.05.2025 05:49Вы не поняли. Истинная случайность = отсутствие скрытых переменных, неистинная - наличие. Неравенство Белла ровно про это.
WASD1
27.05.2025 05:49Я в курсе что такое неравенства Белла.
"параллельные" вычисления в квантовом компьютере происходят не за счёт "истинной случайности", а за счёт квантовой запутанности.
yura381
27.05.2025 05:49Нобеля дали за доказательство неравенства Белла, а суть там в том, что квантовая монетка вообще не находится ни в каком состоянии - ни крутится ни вообще существует (это похоже на то что мы живем в симуляции и сцены которые не видны вообще не прорисовываются - и именно это и доказали!)! До этого эксперимента никто не мог догадаться десятки лет, Эйнштейн бы офигел с того, что оказывается можно доказать в простом эксперименте что Бог именно "играет в кости" - то во что он отказывался верить при жизни!
digrobot
27.05.2025 05:49Это я много раз читал. Начинаешь разбираться - квантовую монетку ловят ладошкой, получают одно значение из двух возможных, сравнивают корреляцию, и на этом основании делают грандиозные выводы. А что с ней пока она летит, никто не смог посмотреть.
shkal
27.05.2025 05:49Так вот смысл квантмеха как раз в том, что "пока летит" посмотреть ничего нельзя.
yura381
27.05.2025 05:49я тоже много раз это читал и каждый раз отрывал для себя какой-то новый смысл. Изначально это показалось бредом: как можно доказать что внутри закрытой коробки какие-то состояния, как может это влиять на итоговую картину? Многим кажется, ну так проще представлять, что квантовое состояние это именно вращающаяся монетка, и тогда связанные частицы просто вращаются в противофазе, но тогда получается что в эксперименте Белла они все равно пройдут свои пути определенным образом, конечным числом вариантов, а далее считаем статистику и видим вероятности, - и это и есть "вариант Эйнштейна", ничего сверхестественного, все логично. Но в жизни получилось иначе: вероятности наблюдали не такие, - их нельзя описать никакими "монетками в противофазе"! И тут для меня непонятно вот что: когда мы рассматриваем два пути рассеяния 2д носителя на дефекте (по часовой стрелке и против), и видим что в итоге они дают взаимнопротивоположное направление спина, то это означает что рассеяние запрещено - оно какбы интерферирует само с собой. А в эксперименте Белла будто бы это не работает: то есть квантово-связанные частицы будто проходят невозможные пути, - если у них спин всегда противоположен то на первый взгляд не должно получаться то что видят в эксперименте! Но тут видимо сказывается принципиальная непостижимость квантовой логики..
LinkToOS
27.05.2025 05:49Подбрасываем вверх монету, "измеряем" её состояние, поймав ладонями - получаем +1 и -1 (орел или решка). В чем тут отличие от спина частицы, и можно ли говорить о том, что в полете монета находится одновременно в двух состояниях?
Если брать монетку в качестве аналогии, то "спин" это не сторона на которую она упадет, а направление ее вращения пока она в полете. Чтобы определить ее "спин", нужно ронять ее на ребро вертикально установленной пластины, так чтобы ось вращения монеты была параллельна ребру пластины. Тогда в зависимости от спина монетка отлетит в одну или другую сторону от пластины.
Но нельзя сделать так чтобы спин монеты менялся в полете. Для этого нужно применить физическое воздействие и затратить энергию. Два спина одновременно быть не может. К электрону, имеющему массу, это так же относится.
Yami-no-Ryuu
27.05.2025 05:49Нет, его общее состояние - это вектор в пространстве возможных состояний. Для спина электрона - 2D.
А теперь представьте, что состояние нас интересующее - энергия. Сколько там измерений будет? И частица находится в комбинации всех энергий с разными "весами".
Nuflyn
27.05.2025 05:49Статья торт! Но все же имею сказать. Все же "холодный темояд" и квантовые компьютеры имеют разный статус. Первое это почти лженаука, существующие эксперименты совершенно неубедительны, а теории можно сказать нет никакой. Для квантового компьютинга есть огромное количество первоклассных работ и в работоспособности идеи как таковой нет никаких сомнений. Кроме того, автор не упомянул фотонные кубиты, которым не требуется гелиевых температур, в комнате они отлично работают. Впрочем там возникают другие проблемы...
unreal_undead2
27.05.2025 05:49Я бы скорее с обычным термоядом сравнил - ещё в 80е в популярных книжках для школьников писали, что совсем немного осталось от экспериментов на токамаках до реального использования... И с теорией там никаких проблем нет, вопрос только в практике.
Nuflyn
27.05.2025 05:49Среди физиков есть шутка. Вопрос: Как вычислить срок получения действующей модели термоядерного реактора? Ответ: +20 лет от настоящего момента. В этом есть доля истины. Однако, правда и то, что вся эта эпопея колоссально дорогое предприятие. Строительство ИТЕР стоит под 20 млрд$, не говоря о затратах времени.
unreal_undead2
27.05.2025 05:49В квантовые компьютеры вкладывают похожие суммы и эффект примерно такой же )
iliasam
27.05.2025 05:49"Однако, правда и то, что вся эта эпопея колоссально дорогое предприятие. Строительство ИТЕР стоит под 20 млрд$"
Стоит, как строительство одного серьезного завода по производству чипов, только деньги выделяют сразу куча стран, и тянется оно уже практически 20 лет.
Как по мне, на такую невероятно важную для существования самого человечества задачу тратится слишком мало.Nuflyn
27.05.2025 05:49Серьезный завод по производству чипов строится из готовых модулей, существуют типовые проектные решения. Тут дело не только в деньгах, проектно-конструкторских бюро которые могут это дело спроектировать (итерационно сотрудничая с ядерщиками) вряд ли много. Скажем много ли спецов по проектированию колоссальных сверхпроводящих магнитов невиданного размера? А надо бы поделать прототипы, погонять в разных режимах. А обвязка КИПиА, а охлаждение..."Девять женщин не родят ребенка за месяц"
unreal_undead2
27.05.2025 05:49Серьезный завод по производству чипов строится из готовых модулей, существуют типовые проектные решения.
В том числе для квантовых чипов?
iliasam
27.05.2025 05:49Если деньги не вкладывать, то и новые люди в отрасль не придут.
Готовые машины для производства чипов - тоже не массово производятся, там RnD десятилетиями идут.
Только в RnD всяких литографов вкладывается денег на порядки больше, чем в термояд.
FifthLeg
27.05.2025 05:4920 ярдов, это меньшая половина твиттера.
Если бы Илон знал что можно сделать термояд, он наверное вписался бы. Это же в принципе ultimate solution зачем солнечные панели и т.п., если можно фактически бесплатно получать электричество. Наверное не всё так просто с временными рамками.
Wesha
27.05.2025 05:49можно фактически бесплатно получать электричество.
Тепловое загрязнение? Не слышали!
piton_nsk
27.05.2025 05:49фактически бесплатно получать электричество
С чего электричество будет бесплатное? Ну пусть почти бесплатное, вот с чего вы это взяли?
FifthLeg
27.05.2025 05:49Ну это судя по научно-популярным статьям которые читал. Преимущества - нету проблем с радиацией, много дейтрия, очень дёшево (на порядок/ки) в сравнении с другими опциями.
piton_nsk
27.05.2025 05:49Это видимо какие-то совсем популярные и малонаучные статьи. Токамак дешевым быть не может, ничего другого пока нет. Да и с токамаком серьезные проблемы, но там хоть что-то может быть в теории. Банальности типа строительства и поддержания электрических сетей вообще игнорируются.
Wesha
27.05.2025 05:49Дяденька придумал, как обойти закон сохранения энергии. Срочно в номер!
FifthLeg
27.05.2025 05:49При чём тут закон сохранения энергии и стоимость электричества?
А сделать реактор проще простого:
How to Build a Nuclear Fusion Reactor: Step 1: 10^30 kg of hydrogen …it's really just that honestly.
ManulVRN
27.05.2025 05:49С учетом того, что эти затраты размазаны на много лет, ежегодные расходы там небольшие.
NikNikolson
27.05.2025 05:49С ИТЭР основная проблема, что он погряз в международной бюрократии и строить его значительно интереснее, чем эксплуатировать. Ну и европейская специфика последние лет 20 накладывается, как решили в Кадараше строить.
Nick0las
27.05.2025 05:49Там не только в $20млрд проблема. Строительство и изготовление всех узлов требует разработки соответствующих технологий и фактического изготовления узлов. Если кто-то даст все деньги сейчас ITER не смогут достроить за год.
blind_oracle
27.05.2025 05:49"Холодный" ядерный синтез вполне имеет место быть, просто выход энергии там, как и в горячем, не особо. См. Мюонный катализ и подобные.
ALapinskas
27.05.2025 05:49Ах да, еще есть разработки от канадской компании
инфоцыганD-Wave Systems — которая, совершенно серьезно заявила в 2024 году, что у нее практически готов (надо только чуть-чуть подождать) Квантовый Компьютер аж на 1200 кубитов! И его выложат в облако! Для всех! Серьезный прорыв, не так ли?Давно у них уже есть облачный квантовый компьютер(или квантовый по заявлениям), который можно попробовать, там регистрируешься и дают доступ (или уже нет?). Непонятно другое, зачем он нужен (может они и сами не знают), т.е. если не использовать квантовые алгоритмы(которых-то всего несколько), то он ничем от обычного компьютера и не отличается.
olegantipovDDG Автор
27.05.2025 05:49Мы не знаем что это такое, если бы мы знали, что это такое, но мы не знаем, что это такое!
unreal_undead2
27.05.2025 05:49На D-Wave квантовые алгоритмы не работают, он может только решать QUBO квантовым отжигом.
maingame
27.05.2025 05:49В Сколково есть квантовый компьютер на 50 кубит, тоже хотят сделать доступ через облако, но я так понял будет платный.
Ne345
27.05.2025 05:49Статья не для Хабра. Тут публика не сомневается в правильности единственно верного учения. Дэвид Мермин обобщил копенгагенскую интерпретацию квантового учения (доминирующую среди ученых) словам "Shut up and calculate!" (заткнись и считай).
Скандалы с D-Wave длятся уже 20 лет. У других дела не лучше.
Квантовая теория состоит из нескольких положений. Квантовый обмен энергией безусловно существует. На этом основана работа лазеров. Другие положения очень сомнительны. Классические эксперименты, которые объясняют популярными интерпретациями квантовой теории можно объяснить другими механизмами. Но удобнее всего идти на поводу у устаявшихся шаблонов. Да и денег за это платят намного больше.
dimas846
27.05.2025 05:49будет никакого эквивалента «компьютера общего назначения» — квантовые компы специализированные, поиграть в квантовый DOOM на них не получится.
Что же это вообще за компьютер на котором в Doom не поиграть!
yura381
27.05.2025 05:49Статья отличная, побольше таких нужно - в противовес бессовестной пропаганде "квантового превосходства", которая лилась из каждых утюгов последние 20 лет (а на самом деле это понятно для чего и для кого было - тот же рос.ква распилил СОТНИ МЛРД наших с вами налогов) И во всех популярных статьях пишут одно и тоже, но самый интересный момент - а именно как и что там реально измеряют и как интерпритируют - вообще нигде никто не описал! Максимум можно прочесть про "2 в степени н состояний сразу вычисляются" - и какбы понятна аналогия: допустим у тебя есть замок и обычный перебор ключей очень долгий, а тут какбы сразу квантовый ключ который представляет собой вообще все ключи сразу, и он за раз открывает замок (шифр) - но блин как же это реализовать, ребята напишите на примере хоть 4 кубитов, каким образом можно произвести квантовое вычисление (и да и как вообще они запутывают их?), что в реальности они делают, что измеряют и как интерпритируют?? Вот именно в этих деталях дьявол и скрывается, и сами эти квантовики прекрасно все понимают, что это очень часто все эти проекты - это простой распил денег под красивые "песни о главном".
ASY-Lviv
27.05.2025 05:49ASY-Lviv. По теме: - «Квантовые компьютеры» — величайший маркетинговый миф века?»
Дискретная обработка информации уперлась в физику объемной оптимизации.
Это много параметрическое распараллеливание обработки информации и уменьшение объема и энергии рассеяния для каждого элемента этой обработки.
Электроника вынужденно воткнулась в зону спино - электронного – ядерного взаимодействия. Фактически в основы фундамента атомарного строения вещества с фотонной средой управления.
Но мировая наука воинственно больна и потому отстаивает свои фундаментальные провалы:
1. Физика электрона от тонкой структуры до точных расчетов взаимодействий – её нет!
2. Дополнительных 6 параметров электрона, влияющих на взаимодействие – не известны!
3. В ядерной физике не признается отсутствие нуклонов в ядре атомов! Науки ядер нет!
4. Почему спин электрона противоположен по направлению собственному магнитному моменту – нет ответа!
5. Кварков с без массовыми глюонами в Природе нет – фейк 80 лет исследований!
6. Теория фотонов - не создана! Полное непонимание теории фотонной гравитации и природы электромагнитного поля!
7. Теория стабильности около атомных структур еще не построена….
Если 5000 лет не знать и не понимать природу электромагнитного поля (как проявление физики фотонной гравитации), то цивилизацию можно смело признать сообществом примитивов зачаточного уровня и для Вселенной практически никчемной.
Итак, честно признаемся, научный базис для следующего вычислительного рывка находится вдалеке от официальной мировой науки и билет в физику 21 века человечество не получило.
Поэтому мировая система фейков и радостных мистификаций вынуждено построена на всех уровнях, как цементирующая сознание клетка для озабоченных автопробегом обезьян! 27.05.25 г.
gonzazoid
27.05.2025 05:49Кибернетика - лженаука. Я даже помню ту страну где так считали.
А если серьезно - сама статья манипулятивная и играет на эмоции, фу такими быть. А вся суть статьи в том что изначально на обычный аналоговый сопроцессор возложили овердофига надежд а потом такие - не, не потянет. Ну так аппетиты то умерьте и все. Сама технология рабочая и никакого обмана там нет.
olegantipovDDG Автор
27.05.2025 05:49>Сама технология рабочая и никакого обмана там нет.
Надо только немного подождать, да. Лет 50 для верности.
pnmv
27.05.2025 05:49да, никак не меньше пятидесяти.
и до "сильного ИИ", тоже. если раньше не забросят.
ALT0105
27.05.2025 05:49История учит, что она ничему не учит. Достаточно посмотреть, какие прогнозы делались за последние 150 лет, начиная с телефона (зачем нужен телефон - нам хватает курьеров) или завершения физики. Никто не знает, что будет, но делать нужно всё и что-нибудь получится
gonzazoid
27.05.2025 05:49Сорян, промахнулся с мобилы. Компенсировал в карму. Мы должны сопротивлятся этому мракобесию.
QtRoS
27.05.2025 05:49Господа, может кто-то просто объяснить то, как кубиты в суперпозиции состояний в итоге "схлопываются" в нужное решение? Почему поиск решения должен быть условно мгновенным и как физическая природа частиц "поймет" когда "нашла"?
gonzazoid
27.05.2025 05:49Нет, не может. В смысле это ситуация по Козьме Пруткову, когда простота простота хуже воровства. Могу только посоветовать начать в квантовую физику и раскурить волновую функцию. Это контринтуитивно но но это наилучшая математическая модель описывающая нашу "реальность" из того что мы имеем.
QtRoS
27.05.2025 05:49Последний месяц научпоп на Ютубе смотрю только по теме квантовой физики. Много всего стало понятнее, но как перенести эти принципы на кубиты и полезные на практике вычисления пока не удалось понять. ИИ тоже помучил, одна вода по теме, как и во всех статьях , что встречались. Решил попробовать через комменты на Хабре, посмотрим, вдруг магия сработает :)
Yami-no-Ryuu
27.05.2025 05:49Я ни разу не слесарь, но имхо довольно просто же. Есть кубиты, есть квантовые операторы преобразующие кубиты. Если удается представить задачу в виде когда можно закодировать исходное состояние и результат в детерминированных кубитах, а математик в операторах, то молодцы. Пока используют, правда, как аналоговый компьютер - есть квантовая система (молекула), нужно её исследовать, пытаемся представить её в эквивалентную систему кубитов и меряем, как эволюционирует, обратным преобразованием смотрим что бы стало с оригиналом.
Полная аналогия с АВМ. Есть задача, если дифуры её описывающие можно представить в параметрах ёмкостей, индуктивностей и прочей схемы, то запускаем схему и пересчитываем измерения в решения оригинальной задачи.
Smithson
27.05.2025 05:49Так этого никто не знает. Решили, что будут делать одно и то же вычисление 100500 раз и тогда самое вероятное решение себя покажет :)
Yami-no-Ryuu
27.05.2025 05:49Почему мгновенно? Имеет место эволюция квантовой системы с помощью квантовых операторов (в каком-то смысле аналоги сложения вычитания итп) по шагам, с таким подбором операторов, чтобы вероятность состояния решения задачи была близка к единице. Запускаем (установку начального состояния, операторы, измерение результата) 1000 раз, получаем распределение ответов с частотами. Берём самое вероятное. PROFIT
Yami-no-Ryuu
27.05.2025 05:49И задача "квантового программиста" придумать отображение задачи на набор кубитов, и придумать математическое выражение отображающее эту систему кубитов в решение.
Например можно взять вопрос о том кто победил в крестики-нолики. Для простоты пусть всё поле заполняется до конца. Тогда у нас 3*3 клеток с меткой Крестик/Нолик. Очевидное решение задачи - один кубит в состоянии или Крестик или Нолик.
В классическом компьютере один из вариантов решения - длиннющее логическое выражение с 9 переменными. Считаться на обычном компьютере это может последовательно по одной операции.
Для квантового компьютера один из вариантов - в лоб закодировать это как 9 кубитов в заданных состояниях. Дальше нужно придумать выражение (формулу) из операторов, возможно с дополнительными промежуточными кубитами, которое вычисляет такое состояние всех кубитов, чтобы в нашем выходном с большой вероятностью (но неизбежно < 1) будет ответ. Если ответ вычисляется в 51% измерений, а в 49% там получается шум, то пользы от такой "программы" немного. Так у нас входные и выходное (измерение) состояние схлопнуты, а вот промежуточные состояния будут смесью состояний Крестик/Нолик, ещё и в запутанном состоянии нескольких кубитов.
Если поискать или спросить у бота можно найти эту программу для квантового компьютера. Только вот когда у нас реальная железяка, то придется ещё подстраиваться под ограничения.
Sophiaour
27.05.2025 05:49Ха, впереди телеги бегут. Я жду от работников LIGO & VIRGO когда они предоставят RAW данные 2015 года с фотоприёмников этих чудесных приборов чья чувствительность в триллион раз превышает физически достижимый порог оптических интерферометров. Не успели одно доказать, как уже нобелевки получили и убежали вперед, оставив человечество в горе информационного мусора, не имеющего ничего общего с действительностью. Написано человеком не ИИ.
GidraVydra
27.05.2025 05:49Однофотонные детекторы прекрасно работают во множестве устройств, я лично за ними работал, так что вы тут мимо кассы со своими теориями заговора.
Оптический интерферометр вообще не является детектором, если что. Это прибор для измерения длин волн и сравнения их фаз. Это к вопросу об уровне вашей компетентности в вопросе.
vikarti
27.05.2025 05:49Вот.
Тоже способ ответа на "такое устройство работать не может потому что оно нарушает законы физики", берется и демонстрируется рабочий прототип для проверки. А еще лучше - не прототип а массовым тиражом
Sophiaour
27.05.2025 05:491. "Однофотонные детекторы прекрасно работают во множестве устройств..."
Контраргумент:
В оригинальном сообщении речь идёт не об общих свойствах однофотонных детекторов, а о заявленной чувствительности детекторов LIGO/VIRGO — в триллион раз превышающей физически достижимую чувствительность оптических интерферометров, по словам автора.
Ответ как бы подменяет суть претензии — он говорит: "они вообще работают", а не: "они способны достичь заявленной чувствительности". Это логическая ошибка подмены тезиса (подмена предмета спора).
2. "Оптический интерферометр вообще не является детектором, если что"
Контраргумент:
Это утверждение некорректно. Хотя интерферометр сам по себе — это измерительный прибор, в контексте LIGO и VIRGO он является ключевым элементом гравитационного детектора. Именно он используется для обнаружения сверхмалых изменений длины плеч (разность фаз света), вызванных гравитационными волнами.
Заявлять, что "оптический интерферометр не является детектором" — это категориальная ошибка. В контексте гравитационных волн интерферометрическая установка и есть детектор.
3. "Это к вопросу об уровне вашей компетентности в вопросе"
Контраргумент:
Это переход на личность (ad hominem) — вместо обсуждения сути, оппонент пытается дискредитировать автора по предполагаемому отсутствию знаний. Такой подход неконструктивен и не усиливает аргументацию.
Вывод:
Ответ содержит:
Логическую подмену предмета обсуждения;
Категориальное заблуждение о природе интерферометров в контексте LIGO/VIRGO;
Переход на личность, что является риторической ошибкой.
Также в нём не содержится никакой прямой защиты или разъяснения по ключевому вопросу — где RAW данные с фотоприемников LIGO за 2015 год, что было изначальной претензией.
X-P0rt3r
27.05.2025 05:49Спасибо автору за цитаты Дьяконова!
Самому же по прочтении статьи вспомнились слова другого известного физика - Дэвида Дойча. Чтобы не воспроизводить на память ("Рабинович напел"), не поленился и достал "Структуру реальности". Вот что пишет Дойч - поклонник гипотезы мультивселенной:"Для тех, то все еще склонен считать, что существует лишь одна Вселенная, я предлагаю следующий вызов: объясните, как работает алгоритм Шора. Я имею в виду не предсказание, каковы будут результаты его работы, поскольку для этого достаточно решить несколько непротиворечивых уравнений. Я прошу вас дать объяснение. Когда алгоритм Шора разлагает на множители число, задействовав примерно в 10^500 больше вычислительных ресурсов, чем те, что можно увидеть воочию, - где же это число раскладывается на множители?
Во всей видимой Вселенной существует всего около 10^80 атомов - число, ничтожно малое по сравнению с 10^500. Таким образом, если бы видимая Вселенная была пространством физической реальности, физическая реальность даже отдаленно не содержала бы ресурсов, достаточных для разложения на множители такого большого числа. Кто же тогда разложил его на множители? Как и где выполнялись вычисления?"
Приведенные в отрывке цифры, кстати, коррелирует с теми, что приведены в статье выше под спойлером "Большая и важная цитата". Разве что отличается местами порядок - 300 и 500. Впрочем, возможно, говорили о разных вещах.
Правда, интерпретация слов уже самого Дойча, очевидно зависит от того, разделяет ли незримый собеседник гипотезу от мультиверсе. Если нет, то (при условии, конечно, принятия слов Дойча за истину) напрашивается вывод о невозможности создания КК в "наивной" Вселенной. Коей неявно придерживается большинство людей: все же многомировую интерпретацию квантовой физики от Эверетта поддерживает не так много обывателей - если вообще слышали о ней.
Wesha
27.05.2025 05:49«Квантовые компьютеры» — величайший маркетинговый миф века?
Не‑а. Величайший — это «ИИ»!
Vytian
27.05.2025 05:49Ваши статьи можно заменить известной картинкой
То, что картинка редкостный баян, не отменяет ее точности.
Научное сообщемтво -- оно как та БЯМ : дают деньги за красивые обещания -- ну получите-распишитесь. (Это не только науки касается, а почти всего, где есть пространство и ресурсы для wishful thinking).
Проблема же в том, что никто не знает, что из чего в итоге получится. И это правда. Нельзя заранее запланировать ничего нового и тем более прорывного. Квантовый компьютер будет КТТС. И контролируемый термояд тоже КТТС. И даже сильный ИИ тоже будет КТТС. Не говоря уже про озеленение Марса и человеке, удовлетворенном желудочно.
Неизвестно когда. Может никогда. Может -- завтра -- или уже вчера, но власти скрывают.
Это не посадка картошки (которая, кстати, тоже не факт, что вырастет по осени, дождями зальет, или жук сожрет, или танками перепашет).
А насчет хайпа приведу другую баянистую цитату:
pnmv
27.05.2025 05:49очень полезные статьи. слегка отрезвляют.
Hardcoin
27.05.2025 05:49Не полезные. Технологии - штука сложная. Золото из свинца сотни лет делали без особого успеха, теперь у нас невероятно развитая химия.
Квантовые кубиты работают, поведение совпадает с теорией, количество постепенно увеличивается. А если кто-то себе нафантазировал конкретные сроки, это его проблемы. Будет миллион кубитов через год или через 200 лет, неизвестно, но прогресс мелкими шагами движется, это видно.
pnmv
27.05.2025 05:49золото из свинца, конечно, "делали". и действительно, без особого успеха. однако, химия получила мощнейшее развитие, увы, не совсем поэтому, а то и вовсе по противоположным причинам.
количество кубитов, конечно, увеличивается, и, скорее всего, продолжит это делать, но есть ряд проблем, о которых эти статьи и говорят.
двести лет, пятьсот лет, это всё хорошо, а нам с вами хорошо бы ещё вчера. (насколько хорошо, тоже, вопрос дискуссионный)
unreal_undead2
27.05.2025 05:49золото из свинца, конечно, "делали"
Кстати, вроде таки реально сделали. Правда, немного и ненадолго, примерно как с термоядом )
pnmv
27.05.2025 05:49большой адронный коллайдер, знаете-ли, как-то далековато от нашей с вами любимой алхимии. слишком далеко, я бы сказал.
unreal_undead2
27.05.2025 05:49Думаю, можно проследить цепочку идей от средневековых алхимиков до современной физики )
pnmv
27.05.2025 05:49какой-нибудь чат-жпт, наверняка, блестяще справится с этой задачей, но при проверке фактов могут возникнуть вопросы.
Wesha
27.05.2025 05:49Золото из свинца сотни лет делали без особого успеха, теперь у нас невероятно развитая химия.
Его теперь вполне себе успешно делают — правда, при помощи физики. Но есть нюанс...
XenRE
27.05.2025 05:49Нет, не правда. Все 1121 кубитов в IBM Condor — это «физические» кубиты, не объединенные в «логические» кубиты, которые обеспечивали бы ошибкоустойчивость.
Так и ранее упомянутые 105 и 156 кубитов - тоже физические, ничего другого вроде как и не обещали. Так в чём неправда то?
Устройства D-Wave — это квантовые отжигатели, применимые лишь к узкому классу задач
Ну собственно да, а в чём проблема? Другого представители этой компании вроде как и не обещали. А уж что там журналажники навыдумывали - это проблема журналажников и тех, кто им верит.
Вот если их компьютеры не решают заявленную задачу, или делают её не лучше сопоставимого по цене классического компьютера - это уже был бы повод задуматься, однако я таких заявлений не видел.
Вот кстати, может как раз такой специализированный подход гораздо практичнее и ближе к реальности? Т.е. например вместо универсального КК, который будет хз когда и будет ли вообще, более реально сделать квантовый модуль например с захардкоженный алгоритмом Шора на RSA-4096?
cijic
27.05.2025 05:49А ведь у MS даже язык программирования под КК есть. А толку... Хотя для MS, видимо, есть — инвестиции.
Daddy_Cool
27.05.2025 05:49"И уж точно не будет никакого спасения человечества или даже хотя бы относительного его улучшения (как его не произошло от электричества, автомобиля, интернета, смартфона и нейросети)."
Ну нет.
https://habr.com/ru/news/489370/ антибиотик от ИИ
Врач на лошади будет добираться дольше чем на авто.
Ну и так далее.
А в этическом смысле... ну тут как измерять.
VanishingPoint
27.05.2025 05:49Технические сложности можно преодолеть. Если нет фундаментальных. Поэтому всё будет, и возможно намного скорее чем кажется, синергетический эффект от прогресса в разных сферах никто не отменял.
Например, когда-то считалось что нельзя создать летающую машину тяжелее воздуха. Сейчас они летают ого-го как, мыслимо ли было такое в середине 19-го века? А всё потому что создали новые типы двигателей.
Wesha
27.05.2025 05:49считалось что нельзя создать летающую машину тяжелее воздуха.
Сдаётся мне, что гонево это. Бумажные самолётики дети наверняка не в XX веке придумали.
ManulVRN
27.05.2025 05:49Мне вот тоже кажется, что это какая-то легенда. Ведь на глазах у людей птицы летали! А они-то точно тяжелее воздуха.
Wesha
27.05.2025 05:49нельзя создать летающую машину тяжелее воздуха.
на глазах у людей птицы летали!
А много птиц Вы создали?
ManulVRN
27.05.2025 05:49Задача о летающем объекте тяжелее воздуха. Заявлять, что он невозможен, видя перед собой прекрасно летающих птиц как-то странно, я только об этом.
Wesha
27.05.2025 05:49Задача о летающем объекте тяжелее воздуха.
нельзя создать летающую машину тяжелее воздуха.
Путаетесь в показаниях, гражданин. Так «не существует летающих объектов тяжелее воздуха» или «(человеку) невозможно создать летающих объектов тяжелее воздуха»?
amatoravg
27.05.2025 05:49Новые типы двигателей не причём. Тяговооруженность паровой машины и тогда позволяла построить самолёт. Просто теория полёта была недостаточно разработана в то время ещё.
billyevans
27.05.2025 05:49ПОЛНОСТЬЮ изменит нашу жизнь
Я не знаю у кого такие ожидания вообще ? Любой, кто хоть одну статью прочитал есть понимания очень-очень сильной ограниченности их применения в принципе. А создание даже простейших алгоритмов требудет невероятных усилий и хорошего понимания матемтической модели квантовых компьютеров. Это вообще даже близко не замена обычным компьютерам, а такой очень дорогой и сложный сопроцессор для узкого круга алгоритмов. Какое-то развенчание мифов, которые вы сами же и создали.
Yami-no-Ryuu
27.05.2025 05:49Ээ нет. Доказано же, что Тьюринг полные, если бы декогеренции не было.
billyevans
27.05.2025 05:49А какая практическая польза от будучи Тьюринг complete для всех остальных случаев ? Я как раз это имел ввиду, а не невозможность запустить что-то.
Какие приложения, которые вы используете ежедневно имеет смысл переносить на квантовый компьютер, чтобы они работали либо быстрее, либо дешевле?
pnmv
27.05.2025 05:49картинка из "энциклопедии профессора фортрана" - это моя любимая, вообще.
вспоминаю её, каждый раз, когда читаю статьи, и про могущество "сильного ИИ", и про "уже вот-вот, квантовый компьютер к нам придёт".
пока что, всё выглядит так, что, для создания работающего квантового компьютера, на сотни тысяч и миллионы логических кубитов, необходим пресловутый "сильный искусственный интеллект" (наш любимый позитронный мозг, не меньше!), но для создания последнего необходим первый. короче говоря, очередной "какой-то замкнутый круг".
Aggle
27.05.2025 05:49Мир через 5 минут после включения Квантового Компьютера
На картинке остро не хватает стада розовых пони - как же без них в ПКМБ (Прекрасном Квантовом Мире Будущего)!
Gandalf_2008
27.05.2025 05:49Спасибо! Отличная статья! А то надоедает объяснять некоторым товарищам, верящих всему и вся, что из телевизора, как дела обстоят на самом деле. Всегда считал, что квантовые компьютеры пока ещё на стадии мифов.
maslyaev
27.05.2025 05:49Квантовые вычисления ещё ладно, а вот квантовая криптография - вот это чистый ничем не замутнённый скам.
lv333
27.05.2025 05:49И уж точно не будет никакого спасения человечества или даже хотя бы относительного его улучшения (как его не произошло от электричества, автомобиля, интернета, смартфона и нейросети).
Как же хорошо об этом рассуждать, имея вообще возможность это делать....
А так, ну любой человек хочет что бы кто то пришел и навалил на него счастье, по его по его же собственному мнению заслугам!
ALapinskas
27.05.2025 05:49Если бы существовал какой-либо доказанный способ(или чип) с кратным увеличением скорости вычислений, его бы уже давно стал использовать бизнес, те же майнеры, к примеру. Но как майнили на асиках и видюхах с обычными процессорами, так и майнят, так что автор, получается, прав.
Svyatoblood
27.05.2025 05:49А что вы скажете на счёт оптических квантовых компьютеров? https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11864973/pdf/41586_2024_Article_8406.pdf
Global_Citizen
27.05.2025 05:49Автор статьи пытается "натянуть сову на глобус". Тем временем уже есть вполне рабочие системы и при этом продолжают периодически выпускать новые, совершенствуя и удешевляя технологию.
hardesttype
27.05.2025 05:49Автор, вместо разбора миллиона статей из СМИ, мог бы попробовать написать хотя бы 1 программу на qiskit, чтобы понять в чем вообще суть квантовых компов. (no hate)
Имхо, что квантовые компы это статистические машины для колоссально быстрого сэмплирования. Есть алгоритмы оптимизации, которые как раз сходятся за счёт сэмплирования. Например, муравьиный алгоритм для поиска кратчайшего маршрута. И, кажется, квантовый комп может в миллионы раз быстрее такие задачи решать. Если обучение нейросетей и градиентные методы удастся перенести на квантовые компы, то вероятно, будет и спрос, и предложение - и усилится прогресс в этой истории.
Но соглашусь, даже сейчас мы ещё на раннем этапе, но все быстро может поменяться.
gres_84
27.05.2025 05:49Да сколько уже таких волшебных технологий было за последние годы? Я еще помню, как в каждом нормальном университете открывалась кафедра нанотехнологий, "технологии 21 века", как нам тогда говорили. Потом была дополнительная реальность, метавселенные и еще куча всего. Теперь мы совсем скоро полетим на Марс на корабле с квантовым компьютером под управлением сильного ИИ.
- Когда появится термоядерная энергетика? - Лет через двадцать - двадцать пять. - Но вы уже это предсказывали двадцать пять лет назад. - Как вы можете убедиться, я не меняю своего мнения.
RodionGork
Лет 25 назад ещё в фидо я помню жаркое обсуждение в одной из программистских эхоконференций - один из участников с пеной у рта доказывал что "скоро все компьютеры будут квантовыми" (и из этого как-то выводил мол что все ваши алгоритмические знания окажутся не нужны).
Здесь должна быть фигурка Ждуна.
P.S. и да, я помню эту "энциклопедию профессора Фортрана" и этот футуристичный суперкомпьютер. всё это легче воспринималось пока о компьютерах вообще знал только понаслышке :)))
P.P.S. На радостях забыл сказать спасибо за статью. Действительно тема очень мутная даже для человека с инженерным образованием казалось бы в соответствующих областях - так что overview текущей ситуации и достижений хорошо помогает понять "прогресс". Как сказал классик "по плодам их узнаете их".
ssj100
которым оказался реальный Cray
olegantipovDDG Автор
Да, и это подписано под картинкой :)
RodionGork
точнее там подписано cray-2. в википедии занятное фото "изнутри" есть
yppro
Если честно, я не понимаю этого аргумента (и у автора статьи тоже). То, что какая-то технология разрабатывается годами/десятилетиями, вовсе не значит, что она нерабочая.
Например, термояд (обычный, не «холодный», старый добрый УТС). Он тоже миф? А ведь придуман в 1946 году. Нужна здесь фигурка Ждуна?
Ещё пример. Леонардо придумал парашют в 15хх году, а впервые его реализовали в 1783. То есть, ~200 лет понадобилось для создания куска ткани, чётырёх верёвок и деревянной квадратной рамы (первый парашют был с каркасом). Ставим Ждуна?
vikarti
Вот вот - с УТС:
доказано что задача - в принципе решаема. причем давно доказано и разными странами, просто одним импульсом энергию не надо, надо плавно.
есть более менее осмысленный прогресс в решении проблем. и есть идеи как с этого поиметь пользу даже если проблемы с нормальным УТС придется дольше решать (гибридные реакторы для наработки урана-235 нейтронным потоком)
есть достаточно старая картинка про графики финансирования и оценки какое нужно (И там все плохо очень)
проблемы с ITER судя по статьям (и что там были за проблемы в первую очередь)- такое впечатление что там кое кто в руководстве явно не на своем месте был
Можно кстати еще нейросети вспомнить, перцептроны когда придуманы были? А когда получилось что-то хоть как то осмысленное сделать? И почему? А потому что масштабирование и мощность железа - тоже имеет значение.
Aggle
Думается, тут вопрос в принципиальной нереализуемости КК (ну, такими, как обещают адепты). Как, к примеру, принципиально не может работать гомеопатия, сколько бы исследований по этой теме не проводили и какие бы деньги не вливали. К слову сказать - и там и там очень местами сильно попахивает сектантством. Ну и денюжка мутится тоже и там и там весьма приличная