Гигант мысли

К 2024 году планируется создать четыре типа квантовых компьютеров размером от 50 до 100 кубитов. Пока российским специалистам удалось создать системы, состоящие из двух кубитов, в то время как американские и европейские учёные разработали устройства, построенные на 50–70 кубитах. такие квантовые компьютеры обеспечат квантовое превосходство – по примеру Google, а также начнут решать первые пилотные проекты для индустрии. Квантовые процессоры будут производиться в России с нуля, но какие-то комплектующие могут покупаться за рубежом, например лазеры или измерительная техника.

Где же будут собирать отечественных «электронных гигантов мысли»? Базой для создания пилотных квантовых компьютеров может стать московский промышленный комплекс ВНИИА имени Духова. Так, по крайней мере, считают в Департаменте инвестиционной и промышленной политики Москвы. Там напомнили, что ВНИИА является головной организацией совместного проекта Фонда перспективных исследований, Росатома и Министерства науки и высшего образования по разработке элементной базы квантовых компьютеров, который стартовал в 2016 году. В консорциуме также участвуют ведущие российские вузы: МГТУ имени Баумана, МИСиС, МФТИ, НГТУ, а также Российский квантовый центр и Институт физики твёрдого тела РАН. По словам руководителя Департамента инвестиционной и промышленной политики Москвы Александра Прохорова, создание квантового компьютера в России – это способ обеспечить отечественной науке конкурентоспособность в этой области. «Столичные власти готовы помогать амбициозным планам ВНИИА в рамках программ поддержки высокотехнологичных предприятий. Статус промышленного комплекса Москвы, которым обладает ВНИИА имени Духова, один из форматов такой поддержки, позволяющий компаниям снизить налоговую нагрузку от 17 до 25%», – заявил чиновник. Ожидается, что создание квантового компьютера позволит значительно ускорить процесс моделирования и решать недоступные для современных суперкомпьютеров задачи. Например, можно радикально сократить время поиска в массивных базах данных. На практике такие вычислители могут использовать железнодорожные компании для оптимизации логистики, IT-компании для кодирования и взлома криптографических систем, а банки для защиты информации. Буквально на днях исполнительный директор отраслевого союза Национальной технологической инициативы (НТИ) «Нейронет» Александр Семёнов сообщил ещё одну новость. По его словам, российские нейронные процессоры, которые уже разрабатываются рядом компаний, позволят стране создать более мощные суперкомпьютеры, чем Christofari – тот самый, о создании которого объявил в начале ноября Сбербанк России. Christofari создан специально для решения задач искусственного интеллекта, по мощности он занимает седьмое место в Европе и 29-е место в мире. Создание уже этого суперкомпьютера безусловный прорыв для российского рынка искусственного интеллекта. Но насколько сегодня в России благоприятные условия для дальнейшего развития этой технологии? В настоящее время несколько компаний уже разрабатывают нейронный процессор. Такие чипы позволят российским суперкомпьютерам ещё выше подняться в рейтинге. Так что появление Christofari лишь начало процесса в России, и суперкомпьютер Росатома призван поднять планку вычислительных скоростей и возможностей на ещё более впечатляющую высоту. Сегодня между правительством России и Росатомом существует соглашение о развитии в стране квантовых вычислений. РЖД подписала аналогичное соглашение о развитии квантовых коммуникаций, а Ростех – о развитии квантовых сенсоров. Так что новая разработка поможет России попасть в число стран – лидеров квантовой гонки.

Превосходство квантовых компьютеров
Это абсолютно новый класс вычислительных устройств, которые благодаря использованию квантовых эффектов способны решать задачи, недоступные даже самым мощным классическим суперкомпьютерам. Например, моделирование поведения сложных молекул (нужно для разработки новых лекарств и материалов), разветвлённые логистические задачи, работа с большими данными и многое другое. Сегодня разработкой квантовых вычислительных устройств на разных элементных базах занимаются многие крупные IT-корпорации: Google, Microsoft, Intel, IBM и другие. Инвестирует в квантовые разработки и китайская интернет-компания Alibaba. Пока же мировая индустрия квантовых вычислений всё ещё находится на начальной стадии существования, предстоит огромная работа на пути к коммерческому использованию квантовых технологий. По оценкам Intel, использование квантовых компьютеров для работы с реальными задачами будет возможно не ранее 2025 года. Кстати, в июне был опубликован мировой рейтинг суперкомпьютеров, в него входят всего два российских – «Ломоносов-2» из МГУ (опустился с 79-го на 93-е место) и суперкомпьютер Росгидромета (опустился с 283-го на 365-е место).

Проектный офис
Масштабный проект по созданию отечественного квантового компьютера, который запустил Росатом, поможет России не только попасть в число стран – лидеров квантовой гонки, но и обеспечит её конкурентоспособность во многих технологических сферах. Проект объединит усилия ключевых организаций и команд в России, занимающихся разработками в области квантовых вычислений, а также потенциальных пользователей квантовых технологий. Проектный офис организован в рамках цифрового блока «Росатома», его возглавил Руслан Юнусов, руководивший разработкой дорожной карты по квантовым технологиям в рамках Федеральной программы «Цифровая экономика». По словам Юнусова, «одна из важнейших задач проектного офиса – консолидация усилий ключевых российских команд, работающих в области квантовых вычислений. Сейчас они отчасти разобщены, отчасти конкурируют друг с другом. Только объединив усилия, создав общую экосистему, общую среду, мы сможем достичь цели – войти в число лидеров мировой квантовой гонки. Проектный офис будет оказывать поддержку участникам в области работы с интеллектуальной собственностью, помогать организовывать научные конференции и образовательные программы, привлекать талантливых учёных, в том числе из-за рубежа, помогать во взаимодействии с органами власти. Будет организован запуск новых стартапов». Для развития активного сотрудничества с квантовыми разработчиками за рубежом в рамках проектного офиса планируется создать международный экспертный совет из учёных – мировых лидеров в области квантовых технологий. Также важная задача проекта – привлечение поддержки со стороны индустрии: компаний, которые могут быть заинтересованы в конкурентных преимуществах квантовых платформ. Потенциальные партнёры – это компании, заинтересованные в решении задач, посильных для квантового компьютера в будущем и невозможных для решения на классических компьютерах. Это игроки финансового сектора (оптимизация портфелей, анализ рисков, ИИ, большие данные), ТЭК и химическая промышленность (оптимизационные задачи, новые материалы, новые катализаторы), транспортного сектора (логистическая оптимизация, новые материалы), биомед (новые молекулы), IT (большие данные, ИИ) и другие.