След десетилетия, прекарани основно в изследователски лаборатории, квантовите изчисления може да са по-близо до своя пробивен момент, отколкото мнозина на Уолстрийт очакват.

Технологията, която използва принципите на квантовата механика, за да решава проблеми извън възможностите на най-мощните класически суперкомпютри, дълго време бе определяна като футуристична. Бързият напредък обаче засили инвестициите в сектора и провокира дискусии как тези мощни машини ще се интегрират с индустрии като вече бурно развиващия се сектор на центровете за данни.

„До края на десетилетието сме уверени, че ще разполагаме с машини в центровете за данни, които имат търговска стойност“, казва пред CNBC Зулфи Алам, корпоративен вицепрезидент по квантовите технологии в Microsoft.

„Миналата година не бих могъл да го кажа толкова ясно, но тази година мога да заявя, че до 2029 г. ще има машини с реална търговска стойност, тоест те ще извършват изчисления, които класическите машини не могат“, допълва Алам, който ръководи разработката на мащабируемия квантов компютър на компанията.

Класическите компютри използват превключватели, или битове, които във всеки момент или пропускат, или блокират електрически ток, за да извършват изчисления.

Колкото повече са битовете, толкова по-голяма е изчислителната мощност.

Квантовите компютри, от своя страна, използват свойството на определени материали при изключително ниски температури да съществуват едновременно в състояние „включено“ и „изключено“. Това позволява на квантовите битове, или кубити, да извършват същите изчисления със значително по-висока скорост.

Квантовите компютри обещават да превърнат изчисленията от години в минути - и да пренапишат правилата на науката, индустрията и самата идея за „скорост“

Идва нова технологична революция. И не, не е AI

Microsoft, която миналата година представи нов квантов чип с името Majorana, е сред т.нар. хайпърскейлъри – компании като Google и Amazon, които предоставят изчислителен капацитет, способен бързо да се разширява при нарастващо търсене – и инвестират сериозно в технологията.

Патрик Мурхед, главен изпълнителен директор и водещ анализатор в Moor Insights & Strategy, посочва, че технологичните гиганти увеличават инвестициите чрез облачен достъп, ценови модели и платформи за разработчици, докато отбранителният сектор инвестира рано както в квантови изчисления, така и в квантови мрежи.

Правителствата също засилват вложенията си. Китай води с близо 18 млрд. долара публични инвестиции в квантови технологии, следван отблизо от ЕС, сочат данни на Европейския център за международна политическа икономия.

UBS очаква предимствата на квантовите изчисления да станат осезаеми в началото на 30-те години, въпреки че компаниите вече планират по-ранен напредък, отбелязва анализаторът на банката Маделин Дженкинс.

„Много компании ми казват, че 2027 г. ще бъде ключова за квантовите технологии – както по отношение на пътната карта, така и на постигнатите резултати“, казва Дженкинс пред CNBC.

Всички тези срокове сочат сектор, който постепенно се насочва към реално внедряване, но същевременно поставят въпроса как днешната инфраструктура на центровете за данни трябва да се адаптира.

Николо де Маси твърди, че технологията на компанията му за кванотви изчисления IonQ е по-добра от тази на конкурентите. Инвеститори смятат, че това все още не е доказано

В надпревара с IBM, Google и Китай: Визията на IonQ за бъдещето на технологиите

Промяна в енергийните нужди

В мащабен страничен доклад, публикуван през януари, анализатори на UBS начело с Дженкинс посочват, че индустрията е близо до създаването на квантов компютър, който може да струва десетки милиони долари, но да решава за 200 секунди проблем, за който на конвенционален суперкомпютър биха били нужни 10 000 години.

По отношение на въздействието върху екосистемата на центровете за данни експерти коментират пред CNBC, че квантовите технологии потенциално могат да намалят енергийните нужди на тези енергоемки съоръжения, както и натоварването, необходимо за обучението на AI модели.

По думите на Дженкинс квантовите изчисления биха изисквали „част от енергията, която използва един център за данни“.

„Ключовият фактор е времето – ако проблем, който отнема хиляди часове, бъде решен за секунди или минути с квантов компютър, очевидно ще е необходима значително по-малко енергия.“

Алам също отбелязва по-ниските енергийни изисквания, като подчертава, че Majorana 1 „побира изчислителна мощност, по-голяма от тази на цялата планета, в дланта ви, и не работи при високи температури – работи при ниски“.

Въпреки бързия напредък е малко вероятно квантовите технологии в близко бъдеще да изместят класическите изчисления, които в момента доминират в центровете за данни.

„В идеалния случай общата ефективност на изчислителните натоварвания ще се подобри, но това няма да бъде пълна замяна“, казва Браун.

Алам подчертава, че квантовите системи няма да работят самостоятелно. „Квантовата машина не е самостоятелна единица. Това е хибриден инструмент – квантов ускорител, който изисква високопроизводителен компютър в непосредствена близост.“

Тервел-Любомир Боянов е един от малкото млади изследователи у нас, които проектират квантови хардуерни системи. „За мен е важно в България да има такава машина, дори и броят на кюбитите да е ограничен за практическа употреба“, казва той

Наука в България, за България: Мотото на 23-годишния учен, който търси квантовото превъзходство

Предстоящи препятствия

Изграждането на подобни системи в реална среда на центрове за данни няма да бъде лесно и може да изисква изцяло нови, специално проектирани съоръжения.

В момента в центровете за данни са внедрени едва шепа специализирани квантови компютри. Доставчиците работят върху разработването на индустриални стандарти, които да улеснят по-широкото внедряване.

Наред с възможностите квантовите изчисления носят и рискове, като най-същественият е свързан със сигурността на данните.

Според UBS достатъчно мощен квантов компютър би могъл да разбие сегашните методи за криптиране, което би направило съществуващите системи за сигурност ненадеждни. Банката предупреждава, че компаниите ще трябва да внедрят нови квантово устойчиви методи за криптиране, а инвестициите в тях трябва да започнат още през следващите години.

Въпреки прилива на инвестиции Алам предупреждава, че пътят няма да бъде лесен. Ще са нужни „много кръв, пот и сълзи“, казва той, очаквайки множество предизвикателства – от постигане на необходимите показатели за производителност до решаване на сложни технически проблеми – които трябва да се „съберат в точния момент“, за да се случи истинският пробив.