Німеччина робить ставку на квантовий комп'ютер

Німеччина хоче вступити в нову еру квантових технологій і наздогнати лідерів галузі квантових обчислень - Китай і США. Вже зараз зрозуміло, що ця технологія може надати величезні стратегічні переваги тим економікам, які її опанують.

15 червня американський технологічний велетень - компанія IBM - і мюнхенське Товариство сприяння прикладним дослідженням імені Фраунгофера оголосили про початок співпраці в галузі квантових обчислень. Того ж дня в Німеччині було запущено новий комп'ютер IBM Quantum System One, який на сьогодні є найпотужнішим квантовим комп'ютером у Німеччині та Європі.

Кількома днями раніше десять великих промислових компаній Німеччини оголосили про створення консорціуму для вивчення можливості практичного застосування квантових обчислень у різних галузях промисловості. Мета новоствореного Консорціуму квантових технологій та їхнього застосування (QUTAC) полягає в тестуванні перспективного промислового застосування квантових обчислень. У цій ініціативі беруть участь такі німецькі концерни, як BASF, BMW, Boehringer Ingelheim, Bosch, Infineon, Merck, Munich Re, SAP, Siemens і Volkswagen.

"Економічний потенціал величезний, і ми маємо зробити все можливе, щоб відігравати роль в умовах міжнародної конкуренції", - наголошує міністерка економіки землі Баден-Вюртемберг Ніколь Гоффмайстер-Краут (Nicole Hoffmeister-Kraut). Саме в цій землі й розташований введений в експлуатацію квартовий комп'ютер. На цьому тлі чиновниця згадала нещодавнє дослідження консалтингової компанії Boston Consulting Group. Аналітики цієї компанії переконані, що галузь квантових технологій має потенціал щодо створення вартості в розмірі 57 мільярдів євро до 2035 року. Очевидно, що урядовці й промисловці Німеччини не бажають лишитися осторонь цих тенденцій.

Чому саме квантові технології?

Китай і США мають набагато більше патентів у галузі технології квантових обчислень, ніж Німеччина, хоча тут проводяться маловідомі, але дуже активні дослідження у цій сфері. "Ми довгий час залишалися непоміченими", - визнає Крістіан Оспелькаус (Christian Ospelkaus), професор квантової фізики в Університеті імені Лейбніца з Ганновера, у розмові з DW. Почасти це пояснюється тим, що в минулому дослідження проводилися під іншими назвами, каже він.

Читайте також: Німеччина будує суперкомп'ютер майбутнього

Німеччина вже давно досить потужна в усіх сферах, необхідних для створення квантових комп'ютерів, запевняє професор. Тепер, каже він, головне - почати працювати. "Нам потрібне власне апаратне забезпечення в Німеччині, яке ми розробляємо самі, а не те, яке ми купуємо в когось, хто нас вмовив", - каже він. На думку професора, німецька промисловість у змозі випускати все необхідне апаратне забезпечення для квантових комп'ютерів.

Що таке квантові обчислення?

На відміну від стандартних комп'ютерів, які обробляють функції у двійковому форматі та виконують завдання, що містять фрагменти даних, де є тільки 1 або 0, квантові комп'ютери можуть розглядати 1 і 0 одночасно.

Фрагменти даних на квантовому комп'ютері, названі кубітами (скорочення від "квантові біти"), значно збільшують його обчислювальну потужність. Використовуючи субатомні частинки, квантові комп'ютери можуть виконувати обчислення з набагато більшою швидкістю, ніж наявні суперкомп'ютери.

Читайте також: Від біткоїна до е-декларацій: чому технологія блокчейн несе революційні зміни?

Який зиск від таких технологій?

Багато компаній в консорціумі QUTAC вже мають у своєму штаті фахівців з квантових технологій, а самі ці команди стають все більш важливими, каже Оспелькаус. За його словами, в повідомленні на LinkedIn про QUTAC керівника ІТ-відділу компанії Volkswagens навіть є посилання на вакансію, в якій шукають фахівця з квантових технологій. Ця людина буде допомагати автовиробникові виявляти потенційні можливості застосування квантових технологій "з метою отримання операційних переваг для Volkswagen".

Існує безліч ідей щодо того, як квантові обчислення можуть допомогти промисловості. Відео від BMW показує, як квантові комп'ютери можуть допомогти промисловим роботам знайти найбільш ефективний спосіб нанесення герметика на шви автомобіля. Це може одночасно заощадити час, матеріали та гроші.

Інші сфери застосування квантових комп'ютерів - визначення найефективніших і найвигідніших маршрутів для транспортування товарів і матеріалів, поліпшення машинного навчання, допомога комп'ютерам краще розуміти природну мову або підвищення їхньої спроможності "бачити" та ідентифікувати об'єкти, які вони знімають своїми камерами. Квантові комп'ютери також можуть допомогти в розробці легших і міцніших матеріалів або акумуляторних батарей з більш тривалим терміном служби.

Читайте також: Кіборги серед нас: чи варто боятися мікрочипа під шкірою

Багато експертів також вказують на те, що квантові комп'ютери здатні зламувати зашифровані повідомлення. Тож ця технологія може привести до розробки ще безпечніших альтернатив шифрування. Однак думки щодо фактичного ризику цих можливостей застосування технології сильно розходяться. Щоправда, вченим доведеться ще чимало досліджувати, перш ніж ці бачення стануть реальністю.

Які перспективи застосування?

Товариство Фраунгофера планує застосовувати новий квантовий комп'ютер для випробувань у галузі машинного навчання та оптимізації процесів. Промислові компанії, в тому числі ті, які не входять до QUTAC, а також інші зацікавлені особи можуть приєднатися до дослідників для проведення власних експериментів і ознайомлення з технологією. Першим кроком QUTAC стане вивчення можливостей промислового застосування квантових обчислень.

Читайте також: Данія: замість готівки - технології

Схоже, що Німеччина просувається на шляху до створення того, що Оспелькаус називає "всеосяжною квантовою екосистемою". Він вказує на такі ініціативи, як Квантова долина Нижня Саксонія (Quantum Valley Lower Saxony), які з'являються по всій Німеччині.

"Зрештою ми побачимо квантову екосистему в Німеччині, де промисловість і наукові кола, користувачі й розробники обладнання, системні інтегратори й постачальники, малі й великі компанії працюють разом, щоб стимулювати розвиток цієї технології", - прогнозує дослідник. Він додає, що "реальної квантової переваги" можна очікувати відносно скоро, а до широкого застосування цієї технології знадобиться ще 5-10 років.