Квантовые гонки

Процессор на кремнии — вещь настолько привычная, что кажется почти естественной. Но когда-то все было иначе: первые компьютеры работали на громоздких вакуумных лампах, а в 1950-е логические схемы и транзисторы делали на германии. Кремний не был идеальным вариантом вычислителей, зато оказался удобным для массового производства — стабильным при нагреве, совместимым с фотолитографией и достаточно дешевым. Поэтому и победил в гонке.

Сегодня квантовые вычисления проходят тот же путь: исследователи еще ищут способ, как масштабировать технологию. Один из основных подходов — сверхпроводящие кубиты, которые развивают IBM и Google. Они эффективно работают в небольших процессорах, но как разместить сотни тысяч и даже миллионы кубитов на одном чипе, пока непонятно. Можно пытаться использовать и полупроводниковую технологию, как это делает, например, Intel, но любые твердотельные кубиты нужно охлаждать до долей кельвина — они чувствительны к дефектам кристалла и флуктуациям среды.

Второй подход — ионные квантовые компьютеры, где кубитами служат отдельные заряженные атомы, удерживаемые в электромагнитных ловушках. Их главное достоинство — рекордно высокая точность вычислений. Но за это они платят высокую цену: хотя система способна работать при гелиевых температурах (единицах кельвинов), ее крайне трудно масштабировать.

Кто может выиграть в этой гонке и какие задачи приходится решать инженерам в поиске идеального квантового компьютера — обсуждают в новом выпуске «Нестандартной модели» Андрей Коняев и Станислав Страупе, научный руководитель Центра квантовых технологий Сбера, а также научных групп в МГУ и Российском квантовом центре.

Еще из подкаста узнаете, какие альтернативы есть у сверхпроводящего и ионного подходов и причем тут фотоника, как нейросети могут воскресить аналоговые вычисления и чем физики-экспериментаторы занимаются в банке.