Willow: лаборатория, в которой хранится самый мощный компьютер в мире, в самом холодном месте во вселенной

Он похож на золотой канделябр и содержит самое холодное место в известной вселенной. Я вижу не только самый мощный компьютер в мире, но и технологию, имеющую решающее значение для финансовой безопасности, государственных секретов, мировой экономики и многого другого. Квантовые вычисления — это ключ к успеху (или провалу) компаний и стран в XXI веке. Перед мной, на высоте одного метра, в помещении Google в Санта-Барбаре, Калифорния, висит Willow. Честно говоря, это было не то, чего я ожидал. Здесь нет экранов и клавиатур, не говоря уже о голографических камерах на голове и чипах, считывающих мозг. Willow размером с нефтяную бочку, с рядом круглых дисков, соединенных сотнями черных управляющих кабелей, которые спускаются в ванну из бронзы, охлаждаемую жидким гелием, который поддерживает квантовый микрочип на температуре в одну тысячную градуса выше абсолютного нуля. Это выглядит и ощущается как нечто из 80-х годов, но если удастся реализовать потенциал квантовых технологий, металлическая и проволочная конструкция в форме медузы, которая стоит передо мной, изменит мир во многих отношениях. «Добро пожаловать в нашу лабораторию квантового искусственного интеллекта», — говорит Хартмут Невен, руководитель отдела квантового искусственного интеллекта Google, когда мы проходим через дверь с высоким уровнем безопасности. Невэн — легендарная фигура, наполовину технический гений, наполовину энтузиаст техно-музыки, одетый так, как будто он приехал на сноуборде прямо с музыкального фестиваля Burning Man, для которого он создает произведения искусства. Возможно, в параллельной вселенной он так и поступил. Но об этом мы поговорим позже. Его миссия — превратить теоретическую физику в функциональные квантовые компьютеры, «чтобы решать проблемы, которые иначе были бы неразрешимы». По его словам, эти светильники являются самыми эффективными в мире. Большая часть нашего разговора вращается вокруг того, что нам не разрешают снимать в этой лаборатории с ограниченным доступом. Эта важнейшая технология подлежит экспортному контролю, засекречена и находится в центре гонки за коммерческое и экономическое превосходство. Любое небольшое преимущество, от формы новых компонентов до компаний, участвующих в глобальных цепочках поставок, является источником потенциального преимущества. В этом храме высокой науки, в его искусстве и цвете чувствуется заметный калифорнийский дух. Каждый квантовый компьютер получает имя, такое как Якусима или Мендосино. Каждая из них окружена произведениями современного искусства, а стены, освещенные ярким зимним солнцем, украшают несколько граффити. Невен держит в руках Willow, новейший квантовый чип Google, который достиг двух важных вех. Он говорит, что «раз и навсегда» разрешил спор о том, могут ли квантовые компьютеры выполнять задачи, которые не под силу классическим компьютерам. Willow также за считанные минуты решил задачу, на которую у лучшего компьютера в мире ушло бы 10 септиллионов лет, то есть более триллиона триллионов лет, что превышает возраст Вселенной. Этот теоретический результат был недавно применен к алгоритму Quantum Echoes (квантовое эхо), невозможному для обычных компьютеров, который помогает изучать структуру молекул с помощью той же технологии, что и в магнитно-резонансных томографах. Невэн перечисляет способы, которыми, по его мнению, этот квантовый чип Willow будет использоваться «для решения многих проблем, с которыми в настоящее время сталкивается человечество». «Он позволит нам более эффективно открывать лекарства», — утверждает он. «Он поможет нам повысить эффективность производства продуктов питания, производства энергии, ее транспортировки, хранения... решить проблемы изменения климата и голода в мире». «Это позволяет нам гораздо лучше понять природу, а затем раскрыть ее секреты для разработки технологий, которые сделают нашу жизнь более приятной», — объясняет он. Некоторые исследователи считают, что настоящий искусственный интеллект будет возможен только с помощью квантовых технологий. Члены команды только что получили Нобелевскую премию за оригинальные исследования «сверхпроводящих кубитов», которые используются здесь. Чип Willow имеет 105 кубитов. Квантовый проект Microsoft имеет 8 кубитов, но использует другой подход. Мировая гонка заключается в достижении миллиона кубитов для «машины промышленного масштаба», способной осуществлять квантовую химию и разрабатывать лекарства без ошибок. Технология еще несовершенна. То, что происходит здесь, внимательно наблюдается во всем мире. Профессор Питер Найт, председатель Стратегического консультативного совета по национальным программам квантовых технологий, утверждает, что Willow является пионером. «Все машины еще находятся на стадии игрушечных моделей; они допускают ошибки. Им требуется исправление ошибок. Уилллоу был первым, кто доказал, что ошибки можно исправлять с помощью нескольких циклов поправок, что является значительным улучшением», — утверждает он. Это открывает путь к расширению технологии, которая сможет точно выполнять триллион операций, возможно, уже через семь-восемь лет, а не через два десятилетия, как предполагалось ранее. Если первая четверть этого века была определена бумом интернета, а затем искусственного интеллекта, то следующие 25 лет, несомненно, ознаменуют начало квантовой эры. Представьте, что вы пытаетесь найти теннисный мяч в одном из тысячи закрытых ящиков. Классический компьютер открывает каждый из них по порядку. Квантовый компьютер открывает их все сразу. Или, аналогично, вместо того, чтобы использовать сто ключей для открытия ста дверей в традиционной информатике, квантовая информатика позволяет открыть все сто дверей одним ключом мгновенно. Эти машины не будут доступны всем. Они не будут сводиться к телефонам, очкам с искусственным интеллектом и ноутбукам. Но суть в том, что мощность этих компьютеров растет в геометрической прогрессии, и все присоединяются к этому процессу. Я спросил директора Nvidia Дженсена Хуанга, не представляет ли это угрозу для его модели поставки специализированных чипов для искусственного интеллекта. «Нет, в будущем к компьютеру будет добавлен квантовый процессор», — ответил он. Один из лидеров Великобритании в этой области указывает на то, что поставлено на карту в квантовом мире: возможность расшифровать практически все, от государственных секретов до биткойнов. «Все криптовалюты также должны будут пересмотреть из-за угрозы квантовых вычислений», — утверждает Питер Найт. В прошлом году один из важных партнеров Nvidia заявил, что, хотя биткоину еще осталось несколько лет жизни, к концу десятилетия технология должна будет разветвиться в сторону более надежной цепочки блоков. Источники в технологической отрасли называют этот процесс «Harvest now, decrypt later» (HNDL) («Собери сейчас, расшифруй позже»), чтобы описать, как, по их мнению, государственные агентства хранят все зашифрованные данные в мире, как внутри страны, так и за ее пределами, в надежде, что будущие поколения смогут получить к ним доступ. И затем идет гонка по всему миру. Подход Китая сильно отличается от коммерческой гонки в США и Западе. По словам профессора Найта, общий объем ресурсов, выделенных на квантовые технологии в Китае, составляет около 15 миллиардов долларов, что, возможно, сопоставимо со всеми другими государственными программами в мире вместе взятыми. С 2022 года Китай опубликовал больше научных статей по квантовой физике, чем любая другая страна. Эти усилия возглавляет пионер в области физики Пан Цзяньвэй. Это ключевой элемент четырнадцатого пятилетнего плана Пекина. Китай решил не позволять технологическим компаниям, таким как Baidu и Alibaba, развивать собственные исследования в области квантовых технологий, и сосредоточить персонал и инфраструктуру в государственной компании. Китай пытается получить преимущество в области квантовых коммуникаций и спутников. В прошлом году Пан разработал и испытал квантовый компьютер Zuchongzhi 3.0, используя аналогичную технологию, но с другим подходом, чем Willow, и получил схожие результаты. Осенью он был выпущен на рынок. Все это немного напоминает Манхэттенский проект Второй мировой войны по созданию первых ядерных оружий или космическую гонку XXI века. Великобритания является одним из научных центров квантовых исследований. Именно британский ученый провел первоначальные исследования сверхпроводящих кубитов. В этой стране есть десятки передовых компаний и исследовательских центров. Правительство планирует в ближайшие недели сделать значительные инвестиции в эту область. Это жизненно важно для экономики, военной сферы и геополитики. Есть надежда, что Великобритания станет третьей силой в этой области. Вернувшись в лабораторию Willow, возможно, возникают еще больше экзистенциальных вопросов. В прошлом году Невэн предположил, что беспрецедентная скорость Willow подтверждает некоторые представления о существовании мультивселенной. По сути, эту скорость можно объяснить тем, что Willow использовал параллельные вселенные для получения вычислительной мощности. Не все ученые поверили в это. «До сих пор ведутся горячие споры», — говорит он мне. Как вы видели во время посещения лаборатории, квантовые компьютеры настолько мощны потому, что за один такт они могут одновременно достичь двух из 105 комбинаций. Это заставляет вас задаться вопросом: «Где же находятся эти разные вещи?». «Есть версия квантовой механики, о которой нужно подумать. Формулировка многих миров: параллельные вселенные или параллельные реальности». Уилллоу этого не доказал, пояснил Невен, но сказал, что «предлагает отнестись к этой идее серьезно». Это передовой рубеж мировой технологии и роста, и британское правительство скоро инвестирует сотни миллионов, чтобы догнать Уилллоу и китайцев. Это похоже на научную фантастику. Это быстро становится экономической реальностью. Нажмите здесь, чтобы прочитать больше статей BBC News Mundo. Подпишитесь здесь на нашу новую рассылку, чтобы каждую пятницу получать подборку лучших материалов недели. Вы также можете следить за нами на YouTube, Instagram, TikTok, X, Facebook и на нашем канале WhatsApp. И не забывайте, что вы можете получать уведомления в нашем приложении. Загрузите последнюю версию и включите их.