Родительская компания Google разрекламировала достижение квантового превосходства в прошлом году. Однако она ничего не рассказывает о секретной лаборатории X, где ещё одна группа разработчиков пишет программы для квантовых компьютеров

Директор Alphabet Сундар Пичаи рекламировал достижения компании в области квантовых вычислений в блогах и соцсетях

В октябре Google отметил прорыв, который директор Сундар Пичаи сравнил с первым полётом братьев Райт. Исследователи компании из Санта-Барбары, Калифорния, расположенной в 500 км от Googleplex, достигли квантового превосходства – того момента, когда квантовый компьютер выполняет вычисления, недоступные любому из обычных.

Это стало как примечательным событием в науке, так и возможностью для Google вырваться вперёд в соревновании крупных технокомпаний, где такие участники, как IBM и Microsoft пытаются дать нам безумные новые возможности, обещанные квантовыми компьютерами. Обычно скромный Пичаи увлёкся рекламой момента, написал пост в блоге, поучаствовал в таком редком событии, как интервью, и запостил в Instagram свою фотку рядом со сверкающей машиной, достигшей упомянутого результата.

И через месяц с небольшим Пичаи стал директором родительской компании Google, Alphabet. Однако ни компания, ни её окрылённый квантовыми успехами босс, практически ничего не рассказывают об ещё одной команде из Alphabet, работающей над квантовыми вычислениями в их тайной лаборатории Х.

В Х, ранее известной, как Google Х, занимаются разработкой прорывных технологий, способных породить новый бизнес масштабов Google. Местная небольшая группа исследователей квантовых вычислений не создаёт собственные квантовые компьютеры. Её лидера больше интересует создание новых алгоритмов и приложений для запуска на квантовых компьютерах, и создание программных библиотек, позволяющих обычным программистам использовать экзотические машины.

«Железо – это очень интересно, однако большую часть ценности создают программы», — сказал в ноябре во время доклада в университете Карнеги-Меллона Джек Хидари, серийный предприниматель, управляющий квантовыми исследованиями в Х. Он привёл пример таких компаний, как Microsoft, стоящих больше, чем производители железа, на которых работают их продукты, хотя именно развитие железа изначально и породила компьютерную индустрию.

Google и его конкуренты, в частности, IBM, вкладываются в квантовые вычисления, поскольку верят, что они способны стать катализатором в крупных прорывах во многих областях науки и промышленности, от разработки лекарств до искусственного интеллекта.

Квантовые компьютеры делаются на основе особых устройств, кубитов, кодирующих данные в квантово-механические процессы, происходящие лишь в тщательно контролируемых условиях. Сверхпроводящие кубиты, используемые в экспериментах IBM и Google, работают при температурах ниже, чем в открытом космосе. Группы кубитов способны на математические трюки, недоступные обычным компьютерам, благодаря квантовым явлениям, не имеющим эквивалентов в повседневной жизни – к примеру, квантово-механические объекты могут оказаться «запутанными», после чего то, что происходит с одним из них, сразу же влияет на другой.

В Х отказались предоставить для интервью специалиста, как Хидари, так и других сотрудников его команды, также занимающихся исследованиями в области ИИ. Представитель лаборатории Эйслинг О’Гара заявила, что группа Хидари работает отдельно от Х.

Однако в автобиографии Хидари, изданной в прошлом году, где он пишет о прикладных применениях квантовых компьютеров, сказано, что он с командой работает в Х над квантовыми алгоритмами и программными библиотеками; они работают непосредственно в здании Х и отвечают перед главой лаборатории, Астро Теллером.

«Он работает в Х, там трудится небольшая команда,- сказал Хартмут Нивен, лидер проекта квантовых вычислений в Google, отвечая на вопрос о роли Хидари во время октябрьской пресс-конференции в лаборатории в Санта-Барбаре, посвящённой достижению квантового превосходства. – Мы тесно сотрудничаем, чтобы наши проекты аккуратно дополняли друг друга».

Нейробиолог по образованию, Хидари основал и вывел на биржу IT-портал EarthWeb во время бума доткомов в конце 90-х. В 2013 он был независимым кандидатом в мэры Нью-Йорка на техноцентрической платформе, в которую входило, как пишет журнал New York, обещание в случае победы «подарить каждому жителю очки Google Glasses». Он получил 0,3% голосов в день выборов, и работал советником при Х по меньшей мере с 2016 года, а в 2018-м стал постоянным сотрудником Alphabet.

Работа Х основана на портфолио из амбициозных проектов, направленных на разработку прорывных технологий, которые тут зовут «муншотами», т.е. «полётами к Луне». Среди известных примеров – робомобили и стратосферные воздушные шары для раздачи интернета, которые теперь выделились в отдельные самостоятельные подразделения Alphabet, а также Google Glass, печально известный носимый компьютер, упомянутый Хидари в предвыборной брошюрке. Обычно лаборатория сообщает о разработке своих проектов только после многолетней работы, демонстрируя интересные лишь «ботаникам» вещи типа запуска интернет-шара или роботов, сортирующих мусор.

О’Гара из Х сказал, что в лаборатории «нет муншот-проектов, связанных с квантовыми технологиями». Однако один из сотрудников группы Хидари написал на LinkedIn о том, что работает над стратегией «квантовых муншотов». Ещё один эксперт по квантовым вычислениям из Х – это Джуйфре Видал, недавно бывший штатным преподавателем в престижном Институте Периметра в Ватерлоо, Канада. Он описывает себя на сайте Google Scholar как главного исследователя из Х, и публиковал совместно с Хидари и другими сотрудниками его команды научные работы, где упомянута его связь с лабораторией Alphabet. Возможно, эта группа растёт: на LinkedIn двое рекрутёров пишут об идущем найме экспертов по квантовым технологиям.

А таких людей немного. В докладе в институте Карнеги-Меллона Хидари сказал, что истинное понимание применимости квантовых алгоритмов есть лишь у 800 человек во всём мире. «Мы буквально сделали электронную таблицу со списком экспертов в данной области. И набрали по всему миру всего 800 имён», — сказал он, а потом грустно пошутил о хрупкости квантовых знаний человечества. «На конференциях мы очень заботимся о безопасности этого сообщества», — сказал он в видео с докладом от ноября.

Его команда принимала у себя некоторых из этих экспертов в ноябре на двухдневной конференции, посвящённой тому, как квантовые компьютеры и инструменты могут помочь физикам помирить гравитацию с квантовой механикой. Присутствовали докладчики из Х, MIT, Гарварда и некоторых конкурентов Alphabet в области квантовых компьютеров, к примеру, из Microsoft.

Сооснователь Google Сергей Брин также был среди слушателей, как говорит Крис Монро, сооснователь стартапа квантовых компьютеров IonQ и профессор Мэрилендского университета. Монро на конференции рассказал о своих исследованиях, среди которых – использование квантовых компьютеров для симуляции молекулы воды, однако говорит, что было непонятно, над чем конкретно работает команда Х. «Никому неведомо, зачем они тратят силы на квантовую гравитацию и чёрные дыры, однако эта тема пересекается с квантовыми компьютерами, так что тут всё в порядке», — говорит он.

В эксперименте Google по квантовому превосходству квантовый чип Sycamore за несколько минут провёл вычисления, на которые, по расчётам исследователей компании, у суперкомпьютера ушло бы 10 000 лет. И хотя у этих вычислений нет практического применения, а квантовая команда IBM оспаривает заявления конкурентов, этот результат считается признаком взросления квантовых компьютеров. Google, IBM и другие компании работающие над железом для квантовых компьютеров, сотрудничают с такими компаниями, как Daimler и JPMorgan для изучения возможностей по их применению. Microsoft, IBM и Amazon объявили о планах или уже запустили программы, позволяющие пользователям испытывать прототипы квантового оборудования посредством облачных сервисов.

Несмотря на такой интерес, текущие квантовые компьютеры слишком малы для того, чтобы выполнять полезную работу, а программирование для квантовых компьютеров находится в зачаточном состоянии. В ноябрьском докладе Хидари рассказал, что вопрос облегчения работы с квантовыми компьютерами для обычных программистов критически важен для применения потенциала технологии.

«На сегодня это настолько молодая область, что даже для того, чтобы хоть немного понять что-то про квантовые компьютеры, требуется огромное количество знаний, — сказал он. – Нам нужно обеспечить широкую общественность необходимыми инструментами». Одна из возможностей, по его словам – это использовать машинное обучение в виде вспомогательных программ, адаптирующих обычный код к квантовым системам. «А иначе я не вижу, как можно масштабировать подобную область», — сказал он.

Квантовая команда из Х пытается создать больше квантовых экспертов. Хидари описал трёхдневную обучающую программу по квантовым компьютерам, проведённую в университете Карнеги-Меллона, в которой, по его словам, участвовало 600 сотрудников Alphabet. Его группа также занимается ознакомительной программой для аспирантов с опытом написания квантовых алгоритмов, платит за их переезд и жильё, чтобы они могли работать в просторных лабораториях бывшего торгового центра, расположенного недалеко от главного кампуса Google. В объявлении о найме говорится о том, что новые сотрудники «квантовой команды Х» смогут запускать алгоритмы на «реальных квантовых компьютерах», предположительно принадлежащих Google.