Миллиарды рублей и почти ноль понимания. Зачем нам квантовый искусственный интеллект

Кубиты существуют. Нет, нет, вы, наверное, не совсем поняли: они существуют не только где-то в квантовом компьютере. Они существуют в природе. Вот прямо сейчас вокруг нас с вами. Свет в наших окнах, свет, который слепит глаза после долгих недель самоизоляции, — это фотоны. А фотон — это естественная версия кубита. Ещё один вариант — обыкновенные электроны, которые вращаются вокруг ядер атомов. Почему они кубиты? Потому что кубиты — это такие частицы, которые могут одновременно находиться в двух разных состояниях. По-научному, в суперпозиции. Так вот фотоны и электроны именно так себя и ведут. Не верите? Пожалуйста:

Что это такое? Это электрон. Вот он вылетает из пушки, и полюбуйтесь: одновременно проходит сквозь оба промежутка между листками бумаги. То есть он летит как электромагнитная волна и, лишь наткнувшись на препятствие, предстаёт перед нами в качестве частицы. С фотонами то же самое: интересно, в школьных учебниках физики сохранилось упоминание о том, что свет — это и волны, и частицы?

Только, к сожалению, природные кубиты для квантовых компьютеров не очень подходят, потому что от них требуются сразу два несравненных качества — способность хранить информацию и при этом взаимодействовать друг с другом. А это редкое совпадение. Например, фотоны — прекрасный носитель данных, но друг с другом они не общаются.

А общаться надо особым, непостижимым образом. Скажем, одна частица находится в России, а другая — в Малайзии. Первая находится в таком состоянии, а вторая — в эдаком. Так вот, если с первой что-нибудь сделается, то вторая тоже немедленно изменит состояние. И неважно, в Малайзии она или на другом конце галактики. Это и есть квантовая запутанность.

Тут весь секрет в том, чтобы управлять поведением этих кубитов. Для этого придумали специальные штуки — квантовые вентили. Частица входит в них в одном виде, а выходит уже в другом. Есть вентили, которые из неопределённого состояния переводят кубиты во что-то понятное, а есть такие, которые делают наоборот — из конкретного ("базисного") состояния отправляют обратно в суперпозицию. А поскольку они у нас состоят в отношениях, стало быть, партнёр немедленно отреагирует на такое дело. Тоже "перевоплотится".

И благодаря всему этому получается следующее. Раз один кубит — это сразу две разных ситуации, то, можно сказать, что он соответствует двум обычным битам, потому что бит — это всегда одно из двух: либо 1, либо 0. Если кубит дружит с другим кубитом, то мы от их дружбы имеем сразу четыре разных варианта — значит, четыре бита. Присоединяется к ним третий — от их взаимодействия получаем уже восемь битов. А когда их компания насчитывает 300 человек, простите, кубитов, то это означает две в трёхсотой степени битов, а это, простите, примерное количество частиц во всей Вселенной.

Считается, что первыми квантовый компьютер создали в компании IBM, это было в 2001 году, и компьютер тот был семикубитным. То есть в нём работали семь частиц, "запутанных" друг с другом.

А вот, к примеру, 51 кубит, версия 2017 года. Наша отечественная, кстати. Творение Российского квантового центра, который одним из первых поселился в Сколково. Компанию основали двое выпускников МФТИ: Михаил Лукин, который стал профессором Гарвардского университета, и Сергей Белоусов, который стал бизнесменом.

За рубежом, правда, в то время уже делали квантовые компьютеры на тысячи кубитов. На фото внизу — модель 2017 года от канадской компании D-Wave. Две тысячи частиц. Но здесь нужна оговорка: насчёт предыдущей версии (на 1000 кубитов) известно, что они не все взаимосвязаны, а разделены на кластеры по восемь штук.

В самой свежей версии D-Wave 5000 кубитов, пока это рекорд. Устроены такие компьютеры по похожему принципу: тончайший слой металла (например алюминия) охлаждают почти до абсолютного нуля (то есть почти до -273 градусов Цельсия, холоднее не бывает), и в таких условиях его атомы приобретают сверхпроводящие свойства, то есть проводят ток безо всякого сопротивления. Потом на частицы воздействуют радиочастотными сигналами, и в итоге получают полноценные кубиты.

Разработчики уверяют, что это открывает невообразимые возможности для передачи информации. Учёные говорят, не столько в скорости дело, сколько в ОБЪЁМАХ данных, которые кванты могут переработать для достижения какой-то цели. И как раз цель должна быть такая, для которой это нужно. Скажем, для наших с вами повседневных нужд квантовый компьютер — это излишество: вполне достаточно обычного. Хотя в последнее время надо очень постараться, то есть раскошелиться, чтобы компьютер умещал всё, что нам нужно, заметили такую тенденцию?

Так вот, такой большой целью по всему миру единогласно выбрали искусственный интеллект. Ибо, чтобы его воспитать, надо прогнать через него поистине фантастический объём всего, а значит, квантовые процессы — именно то, что нужно.

Как раз недавно этим вплотную решили заняться в России. Вышеупомянутый Российский квантовый центр и входящая в "Росатом" компания "Цифрум" объявили о запуске лаборатории по развитию квантового искусственного интеллекта. Отмечается, что этот проект — часть федеральной программы "Квантовые вычисления". Стоит сказать, ранее в Минкомсвязи предложили вдвое сократить её финансирование. В то же время, как пишет "Коммерсант", программа по развитию искусственного интеллекта предусматривает выделение почти 90 миллиардов рублей в течение ближайших четырёх лет. Только в этом году на закупку оборудования для квантового компьютера планируют потратить без малого пять миллиардов.

Именно эти суммы и являются истинной целью затеянных квантовых вычислений, уверен футуролог Алексей Турчин.

За рубежом аналогичная лаборатория работает уже довольно давно — с 2013 года — Quantum Artificial Intelligence Lab. Это совместный проект NASA, Google и Ассоциации космических исследований университетов. Кстати, D-Wave — их творение. Впрочем, по мнению эксперта, даже самые продвинутые квантовые компьютеры — пока что "детский лепет".

Учёный картину будущего нарисовал так: в мире действительно мощных квантовых технологий людей как биологических организмов на Земле уже не будет — человеческий разум к тому времени переселится в эти компьютеры. Вот только мы постеснялись спросить: он шутит?