Современная электроника №2/2025

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 28 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2025 Съест ли ИИ квантовый компьютер на обед Быстрое развитие применения искусственного интеллекта (ИИ) в моделировании физических и химических процессов заставляет задуматься: действительно ли так нужны квантовые компьютеры? Эдд Гент Технологические компании вклады- вают миллиарды долларов в кванто- вые вычисления несмотря на то, что до практического применения этой техно- логии ещё далековато. Так для чего же будут использоваться квантовые ком- пьютеры будущего, и почему так много экспертов убеждены, что они изменят правила игры? Создание компьютера, использующего необычные свойства квантовой механики, является идеей, которая обсуждается с 1980-х годов. Но за последние пару десятилетий учёные добились значительных успе- хов в создании крупномасштабных устройств. Теперь множество техно- логических гигантов от Google до IBM, а также несколько хорошо финанси- руемых стартапов инвестировали зна- чительные суммы в эту технологию и создали несколько отдельных машин и квантовых процессоров (QPU). Теоре- тически квантовые компьютеры могут решать задачи, которые выходят за рамки даже самого мощного классиче- ского компьютера. Тем не менее суще- ствует широкий консенсус в отноше- нии того, что такие устройства должны стать намного больше и надёжнее, пре- жде чем это произойдёт. И, как толь- ко они это сделают, есть надежда, что технология решит множество неразре- шимых в настоящее время проблем в химии, физике, материаловедении и даже машинном обучении. Кванто- вые компьютеры обладают огромным потенциалом, и многие эксперты уве- рены, что они кардинально изменят способы решения сложных задач в раз- личных областях науки и технологий. Давайте разберёмся, зачем вкладыва- ются такие огромные средства в эту технологию и каким образом кванто- вые компьютеры могут изменить пра- вила игры. Что в них такого? Идея создания компьютера, осно- ванного на квантовой механике, воз- никла ещё в 1980-е годы, но только в последние десятилетия учёные смог- ли добиться значительных успехов в создании первых прототипов. Сей- час такие компании, как Google, IBM и другие стартапы, активно инве- стируют в эту технологию, создавая отдельные квантовые процессоры (QPU). Основное преимущество кван- товых компьютеров заключается в их способности решать задачи, которые неподвластны даже самым мощным классическим суперкомпьютерам. Они используют уникальные прин- ципы квантовой механики, такие как суперпозиция и запутанность, чтобы параллельно обрабатывать огром- ные объёмы данных, что теоретиче- ски ускоряет вычисления на несколь- ко порядков. Что они могут? Существует ряд задач, которые кван- товые компьютеры могут решить быстрее и точнее, чем классические компьютеры. Вот несколько примеров. ● Оптимизация и симуляция слож - ных систем. Квантовые компьюте- ры могут ускорить процессы опти- мизации, необходимые в логистике, финансовом планировании и управ- лении цепочками поставок. Также они могут помогать в моделирова- нии поведения сложных систем, та- ких как погодные условия или моле- кулярные взаимодействия. ● Фармакология и медицина. Кван- товые компьютеры могут ускорять разработку новых лекарств, позво- ляя проводить моделирование хи- мических реакций и биологических процессов на уровне атомов и мо- лекул. ● Материалы высокого качества. Квантовые компьютеры помогут создавать новые материалы с задан- ными свойствами, что полезно в та- ких областях, как энергетика, авиа- ция и строительство. ● Безопасность и криптография. Один из ярких примеров примене- ния квантовых компьютеров – это взлом квантовых шифров, что по- зволит создать новые, более безопас- ные криптографические системы. Стоят ли они таких усилий? Несмотря на то что до широкого внедрения квантовых компьютеров ещё далеко, технологические компа- нии продолжают активно вкладывать деньги в эту сферу. Причина проста: квантовые компьютеры потенци- ально открывают двери к решению задач, которые до сих пор считались неразрешимыми. Даже если на прак- тике это займёт десятилетия, успех может привести к прорыву в различ- ных областях, что сделает такие инве- стиции крайне выгодными. На протя- жении многих лет технологические гиганты инвестировали миллиарды долларов в создание квантовых ком- пьютеров, надеясь, что они произве- дут революцию в таких отраслях, как финансы, фармацевтика и логистика. Эти надежды особенно сильны в физи- ке и химии, где квантовая механика играет ключевую роль. Здесь кванто- вые машины потенциально способ- ны значительно превзойти тради- ционные компьютеры. Однако пока разработчики квантовых устройств сталкиваются с многочисленны- ми техническими вызовами, другой игрок демонстрирует впечатляющие результаты в тех самых перспектив- ных направлениях. Сегодня искусственный интеллект активно используется в фундаменталь- ных исследованиях физики, химии и материаловедения, ставя под сомнение уникальность роли квантовых вычис- лений. Джузеппе Карлео, профессор вычислительной физики Швейцар- ского федерального технологическо- го института (EPFL), отмечает стреми- тельное развитие возможностей ИИ в моделировании квантовых систем. Недавно он стал соавтором статьи в журнале Science , демонстрирующей, что методы на основе нейронных сетей становятся основным инстру-

RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ4NjUy