На гребне квантовых вычислений

24 июня в Израиле официально открылся центр квантовых вычислений, который предоставит местным стартапам и научным кругам возможность проводить передовые исследования, а также послужит испытательным полигоном, способствующим достижению успехов в разработке технологий квантовых вычислений.

Израильский центр квантовых вычислений (IQCC) был создан для того, чтобы помочь Израилю конкурировать в глобальной гонке проведения практических квантовых вычислений. Центром управляет стартап Quantum Machines из Тель-Авива, его финансирует Управление инноваций Израиля, инвестиции составляют 100 млн шекелей (27 млн долл.).

Квантовые процессоры могут обес­печить вычислительные мощности для решения самых сложных задач, с которыми не справляются обычные компьютеры, а также содействовать прорывам в области науки и экономики при разработке новых технологий. Особые выгоды применение таких вычислительных устройств сулит в получении лекарственных препаратов, криптографии, финансовом моделировании и логистике цепочек поставок. «Мы не создаем квантовые компьютеры, но хотим сделать их доступными для израильской экосистемы – исследователей, стартапов – и обеспечить Израиль самыми передовыми технологиями в этой области», – сказал Нир Альфаси, научный руководитель IQCC.

Компания Quantum Machines, основанная в 2018 г. экспертами в области квантовой электроники д-poм Итамаром Сиваном, д-ром Йонатаном Коэном и д-ром Ниссимом Офеком, разрабатывает аппаратные и программные решения для управления и эксплуатации квантовых систем, с тем чтобы облегчить исследования и обеспечить будущие научные прорывы. Quantum Machines также разработала QUA – универсальный машинный язык, который позволяет исследователям и ученым писать программы для различных квантовых компьютеров с помощью одного унифицированного кода.

Квантовые вычисления используют квантовую механику и физику для выполнения многочисленных вычислений одновременно, чтобы быстро решать проблемы, которые слишком сложны для самых мощных классических компьютеров. По сравнению с ними квантовые компьютеры обрабатывают значительно бóльшие массивы данных, используя квантовые биты, или кубиты – основную единицу квантовой информации.

Такие технологические гиганты, как Google, Microsoft, IBM и Intel, стремятся в быстром темпе находить новаторские решения для того, чтобы сделать квантовые вычисления более эффективными и доступными. Между тем такие страны, как Китай, США, Германия, Индия и Япония, вкладывают огромные средства в разработку своего собственного парка квантовых компьютеров, уже сейчас задумываясь о первенстве, когда наступит новая эра вычислительной техники.

Генеральный директор и соучредитель Quantum Machines Итамар Сиван сказал: «Все самые передовые в мире исследовательские центры квантовых вычислений закрыты для посторонних или предлагают очень ограниченный доступ для тех, кто не входит в их организацию. Вы не сможете выдержать конкуренцию, если вам нужно пролететь полмира ради получения ограниченного доступа к необходимым ресурсам».

IQCC, расположенный в Тель-Авивском университете, будет оснащен классическими высокопроизводительными суперкомпьютерами и тремя квантовыми компьютерами с различными типами кубитов. Эти машины будет контролировать процессорная система управления OPX компании Quantum Machines. Дела в этом вычислительном центре ведет команда из восьми сотрудников компании Quantum Machines.

Сиван рассказывает: «Когда мы думали о том, чтó сможет продвинуть квантовые вычисления вперед, то поняли, что самый верный путь – это создание самого передового объекта с точки зрения взаимодействия, модульности и интеграции с „облаком“ и высокопроизводительными вычислениями (HPC). Наша структура с открытой архитектурой гарантирует, что объект можно будет постоянно модернизировать и масштабировать, чтобы оставаться на переднем крае, что позволит соответствовать международному уровню и ускорить создание всей экосистемы в Израиле».

Открытие центра произошло на фоне того, что Израиль к этому моменту уже более полугода ведет вой­ну с террористической группировкой ХАМАС. Строительство объекта затянулось, а тысячи технических работников и основателей стартапов призваны в резерв, чтобы в любой момент присоединиться к боевым действиям. Альфаси говорит: «Сначала у нас были проблемы с привлечением инженеров из Финляндии или из Англии для установки международных систем. Если люди не хотели приезжать в Израиль или мы не могли привезти их сюда, то мы использовали работу с удаленным доступом».

«До появления IQCC разработчику чипа квантового процессора пришлось бы создавать собственную испытательную установку, что стоило бы миллионы, – сказал Коэн, занимающий должность технического директора Quantum Machines. – Теперь исследователи могут подключать свои чипы к нашему испытательному стенду и пользоваться преимуществами самой передовой установки в мире, ускоряя процесс разработки и значительно сокращая расходы».

В марте прошлого года в преддверии открытия IQCC Quantum Machines объединила усилия с американским гигантом игровой и компьютерной графики Nvidia для разработки новой аппаратной системы для соединения и интеграции квантовых компьютеров с классическими компьютерами. Новая система, Nvidia DGX Quantum, будет впервые развернута на IQCC.

«Квантовые вычисления пока не очень полезны для решения повсе­дневных задач, – сказал Альфаси. – Мы считаем, что ближайшим шагом в будущем станет гибридное квантовое и классическое высокопроизводительное вычисление, которое позволит раскрыть весь потенциал квантовых вычислений».

По данным исследовательского отчета Fortune Business Insights, к 2032 г. объем мирового рынка квантовых вычислений достигнет 12,6 млрд долл., что значительно больше прошлогодней суммы – 885,4 млн долл. Новый центр квантовых вычислений является частью Национальной квантовой инициативы Израиля стоимостью 1,25 млрд шекелей (336 млн долл.), запущенной в 2018 г. для содействия актуальным квантовым исследованиям, развития человеческого капитала в этой сфере, поощрения промышленных проектов и привлечения международного сотрудничества в области научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

 

Сергей ГАВРИЛОВ