Це виглядає як золотий канделябр і містить найхолодніше місце у всесвіті.
Те, що я бачу, не лише найпотужніший комп’ютер у світі, але й технологію, яка має вирішальне значення для фінансової безпеки, Bitcoin, державних таємниць, світової економіки та багато іншого.
Квантові обчислення тримають ключ до того, які компанії та країни виграють — і програють — залишок 21-го століття.
Переді мною, підвішений на метрі у повітрі, у повітряній базі Google у Санта-Барбарі, Каліфорнія, знаходиться Willow. Якщо чесно, це не те, що я очікував.
Тут немає екранів чи клавіатур, тим більше голографічних камерам або чіпів для зчитування мозку.
Willow — це розміром із бочку для олії серія круглих дисків, з’єднаних сотнями чорних контрольних проводів, які спускаються у бронзову рідину гелію, що утримує квантовий мікрочіп на тисячу градусів вище абсолютного нуля.
Воно виглядає і відчувається дуже по-1980-му, але якщо потенціал квантової технології буде реалізований, ця металева і проводкова структура переді мною трансформує світ.
«Ласкаво просимо до нашої лабораторії квантового ШІ», — каже Хартмут Невен, начальник квантової програми Google, коли ми проходимо через високозахищені двері.
Невен — легендарна особа, частково технологічний геній, частково ентузіаст техно-музики, який одягнений так, наче вийшов безпосередньо з фестивалю Burning Man, для якого він створює арт.
Його місія — перетворити теоретичну фізику в функціональні квантові комп’ютери, щоб «вирішити інакше невирішувані проблеми».
Багато з нашої розмови стосується того, про що ми не можемо знімати в цій обмеженій лабораторії. Ця критична технологія підлягає експортним контролям, секретності та знаходиться в серці боротьби за комерційну та економічну перевагу. Будь-яка маленька перевага, від форми нових компонентів до компаній у глобальних ланцюгах поставок, є джерелом потенційного впливу.
Відчувається помітна каліфорнійська атмосфера в цьому храмі високої науки, в його мистецтві та кольорах. Кожен квантовий комп’ютер отримує ім’я, наприклад, Якосима або Мендосіно, їх кожен обгортають у твір сучасного мистецтва, а різні графіті-мурали прикрашають стіни, освітлені яскравим зимовим сонцем.
Невен підносить Willow, останній квантовий чіп Google, який дав два важливі етапи. Він зазначає, що зробив «раз і назавжди» висновок про те, чи можуть квантові комп’ютери виконувати завдання, які класичні комп’ютери не можуть.
Willow також вирішив тестову задачу за кілька хвилин, яку найкращому комп’ютеру в світі довелося б виконувати протягом 10 сентильйонів років, що перевищує вік всесвіту.
Цей теоретичний результат нещодавно був застосований до алгоритму «Квантових Відгомінів», який неможливий для звичайних комп’ютерів.
Невен перераховує, яким чином цей квантовий чіп Willow може бути використаний для «допомоги з багатьма проблемами, які мають зараз люди».
«Це дозволить нам швидше відкривати нові ліки», — говорить він. «Це допоможе нам зробити виробництво їжі більш ефективним, це допоможе нам виробляти енергію, транспортувати енергію, зберігати енергію… вирішити проблему зміни клімату та голоду у світі…»
«Це дозволяє нам краще розуміти природу і потім відкривати її секрети для створення технологій, які роблять життя приємнішим для всіх нас», — говорить він.
Деякі дослідники вважають, що справжній штучний інтелект буде можливий лише з квантовою технологією.
Члени команди тут нещодавно отримали Нобелівську премію за оригінальні дослідження в галузі «сверхпровідних кубітів», які використовуються тут.
Чіп Willow має 105 кубітів. Квантовий проект Microsoft має 8 кубітів, але використовує інший підхід. Гонка у світі триває за досягнення 1 мільйона кубітів для «машини корисного масштабу», яка може виконувати квантову хімію, розробку ліків без помилок. Технологія є крихкою.
Всі тут уважно спостерігають за подіями, що відбуваються в лабораторії. Професор сер Пітер Найт, голова Стратегії Консультативного комітету національних програм у сфері квантових технологій, говорить, що Willow став новим проривом.
«Усі машини знаходяться на етапі «іграшкових» моделей, вони роблять помилки. Їм потрібна корекція помилок. Willow вперше продемонстрував, що ви можете виконувати корекцію помилок через повторні раунди ремонту, які покращують», — говорить він.
Це ставить технологію на шлях масштабу для точної реалізації трильйона операцій, можливо, протягом семи-восьми років, замість двох десятиліть, як вважалося раніше.
Якщо перша чверть цього століття була визначена зростанням Інтернету, а потім штучного інтелекту, то наступні 25 років, безумовно, стануть початком ери Квантових обчислень.
Уявіть, що потрібно знайти тенісний м’яч у тисячі закритих ящиків. Класичний комп’ютер відкриває кожен з них по черзі. Квантовий комп’ютер відкриває всі одночасно.
Ці машини не будуть доступні кожному. Вони не зменшаться до розміру телефонів, AI-окулярів чи ноутбуків. Але суть у тому, що потужність цих комп’ютерів зростає експоненційно, і всі беруть участь у цій гонці.
Я запитую голову Nvidia Дженсена Хуанга, чи може це становити загрозу його моделі постачання спеціалізованих чіпів для штучного інтелекту. «Ні, квантовий процесор буде доданий до комп’ютера в майбутньому», — відповідає він.
А один із керівників у Великій Британії в цій галузі вказує на те, що у квантовому світі знаходиться величезна сила, яка дозволить дешифрувати майже все — від державних секретів до Bitcoin.
Вся криптовалюта також має бути переоцінена через загрозу квантових обчислень», — говорить сер Пітер.
Партнер Nvidia минулого року зазначив, що хоча Bitcoin ще має кілька років на своє існування, технологія повинна буде перейти до більш сильної блокчейн-системи до кінця десятиліття.
Джерела з технологічної індустрії згадують процес «Збирати зараз, дешифрувати пізніше», щоб описати, як державні установи вважають, що вони зберігають усі зашифровані дані по всьому світу з надією, що майбутні покоління зможуть отримати до них доступ.
А потім є гонка по всьому світу. Підхід Китаю дуже відрізняється від комерційної гонки в США та Західному світі.
Китай, можливо, витрачає близько 15 мільярдів доларів, що становить загальну суму ресурсів, виділених на квантову технологію, у порівнянні з усіма іншими урядовими програмами в усьому світі, говорить сер Пітер.
З 2022 року Китай публікує більше наукових статей з квантових технологій, ніж інші країни, і ці зусилля очолює піонерська фізик Пан Цзяньвей.
Це є ключовою частиною 14-ої п’ятирічної програми уряду Пекіна. Китай прийняв рішення заборонити своїм технологічним компаніям, таким як Baidu та Alibaba, розвивати власні дослідження у квантовій сфері та зосередитися на об’єднанні людей та інфраструктури в рамках державної компанії.
Китай намагається отримати перевагу у квантових комунікаціях та супутниках.
Минулого року Цзяньвей розробив та протестував квантовий комп’ютер Zuchongzhi 3.0, використовуючи подібну технологію, хоча й інший підхід, зазначаючи подібні результати. Восени він став доступним для комерційного використання.
Це все виглядає трохи як проект «Манхеттен» часів Другої світової війни з виробництва перших ядерних зброї, або як Космічна гонка 21 століття.
Великобританія є однією з наукових сердець у сфері квантових досліджень. Це був британський вчений, який провів перші дослідження у сфері сверхпровідних кубітів. Тут є десятки компаній та передові дослідження. Уряд планує здійснити суттєві інвестиції в цю галузь в найближчі тижні. Це важливо для економіки, для військових потреб та для геополітики.
Повертаючись до лабораторії Willow, виникають навіть більш екзистенціальні запитання.
Минулого року Невен запропонував, що безпрецедентна швидкість Willow підтримує деякі концепції існування мультивсесвіту. Фактично ця швидкість може бути пояснена тим, що Willow співпрацює з паралельними всесвітами для отримання обчислювальної потужності.
Не всі вчені ставляться до цього серйозно. Невен розповідає: «Дебати тривають. Як ви дізналися під час візиту до лабораторії, причина, чому квантові комп’ютери настільки потужні, полягає в тому, що за один такт вони можуть торкнутися 2 в ступені 105 комбінацій одночасно. Це змушує замислюватися, де ці різні речі… існує версія квантової механіки, щоб думати про – формулювання багатьох світів – паралельні всесвіти або паралельна реальність.»
Willow не довів це, але Невен був обережний, кажучи, що це «підказує, що ми повинні серйозно ставитися до цієї ідеї».
Це передова технологія світу, зростання та британський уряд невдовзі вкладе сотні мільйонів у те, щоб наздогнати Willow і Китай. Це звучить як наукова фантастика… але швидко стає економічною реальністю.
