Интервью с директором по квантовому оборудованию Intel Джимом Кларком

РБКHi-Tech

«1 млн кубитов будет через десять лет»

Интервью с директором по квантовому оборудованию Intel Джимом Кларком

Текст Елизавета Архангельская

Джим Кларк начал работать в Intel инженером в 2001 году, а спустя 14 лет возглавил квантовое направление

Компания Intel объявила о начале квантовых исследований позже других ИT-гигантов, в 2015 году. Она выделила на разработки $50 млн и договорилась о совместных исследованиях с нидерландским научным центром QuTech. Полноценные квантовые компьютеры появятся через десять лет, Intel надеется догнать конкурентов и создать полную систему первой, заявил директор этого направления компании Джим Кларк в интервью журналу РБК.

Коррекция ошибок

— Вы запустили исследовательскую программу по квантовому компьютеру с лабораторией QuTech совсем недавно, в 2015 году. Вели ли вы собственные разработки до этого?

— До 2015 года у Intel не было такой программы, но мы постоянно отслеживали исследования на эту тему. Каждые несколько лет мы задавались вопросом, пора ли начинать программу разработки квантового компьютера, и долгое время было очевидно, что до появления квантовых компьютеров еще очень далеко. В 2015-м мы поняли, что это станет возможным примерно через 15 лет, но мы можем сократить этот срок до десяти лет. Сейчас у нас есть совместная программа с QuTech в Нидерландах и внутренняя программа в Орегоне.

— Другие компании начали разработки раньше. Почему именно в 2015-м вы решили, что пора инвестировать? Раньше вы не верили в эти технологии?

— Дело не в том, что мы не верили. Вопрос был в том, сможем ли мы привнести что-то новое в эту область. В 2015-м было уже много исследовательских групп, которые смогли сделать системы с несколькими кубитами. И мы подумали: что нужно, чтобы масштабировать их до множества кубит, которых будет достаточно для создания полноценного компьютера? Нужно было решить инженерные задачи: например, какие материалы использовать, как связать кубиты вместе, какая архитектура необходима для поддержки такой большой системы. Мы поняли, что у нас в компании уже есть наработки, которые мы можем применить к квантовым компьютерам.

— Ваша конечная цель — создать квантовый компьютер?

— Цель нашей программы — создать полную систему, от кубитов до архитектуры и приложений. Сейчас, наверное, слишком рано думать о концентрации всех частей системы внутри компании, так что в ближайшие несколько лет мы продолжим работать вместе с Нидерландами. Но долгосрочная цель — создать полноценный квантовый компьютер внутри Intel.

— Уже понятно, когда это может произойти?

— Отличный вопрос, его все задают — как внутри Intel, так и за ее пределами. Давайте я обрисую временные рамки. В ближайшие пару лет появятся небольшие системы, которые достигнут квантового превосходства. Их будут использовать для доказательства небольших физических задач и для разработки архитектуры алгоритмов. Еще через несколько лет, я думаю, появится система с 1 тыс. кубитов. С ней можно будет решать, наверное, более сложные задачи — моделирование материалов или химическое моделирование. Через десять лет будет 1 млн кубитов, это позволит корректировать ошибки. Такие системы можно будет использовать для больших вычислений: криптографии, масштабного химического моделирования, сложных математических задач и так далее.

— Стремитесь ли вы стать первой компанией, которая создаст полноценный квантовый компьютер?

— Конечно, мы хотим первыми представить полную систему. Сейчас у разных компаний от 10 до 50 кубитов. Intel в октябре объявила о создании 17-кубитного процессора, в тот момент, по-моему, это был самый крупный чип, о котором объявляли. С тех пор были заявления о создании чипов больших размеров. Intel объявит о создании более крупного чипа через несколько месяцев.

— IBM недавно объявила о создании 50-кубитного компьютера. Что вы об этом думаете?

— Intel отстает от этого рубежа всего на несколько месяцев.

— Есть ли различия между разработками Intel и конкурентов?

— Intel изучает два типа кубитов. Первый — сверхпроводящие кубиты, это делают и наши конкуренты. Здесь мы умеем «упаковывать» кубиты в большие процессоры. Также мы изучаем другую технологию — спиновые кубиты. Они очень похожи на обычные транзисторы. На серверных процессорах Intel — миллиарды транзисторов. И есть надежда, что мы сможем модифицировать эти транзисторы, чтобы они работали как кубиты, и в конце концов эта технология поможет нам создать масштабный квантовый компьютер. Вторая технология на данном этапе для Intel уникальна.

— А чем на практике отличаются спиновые кубиты от сверхпроводящих?

— На сегодняшний день первые отстают как технология: сейчас ученые создают компьютеры с 10–50 сверхпроводящими кубитами, а со спиновыми — пока всего 2–3 кубита. Но спиновые кубиты гораздо меньше, чем обычные сверхпроводящие. Поэтому их с большей вероятностью можно будет масштабировать.

«Это повлияет на всех»

— Как можно будет коммерциализировать квантовый компьютер?

— Конечно, есть потребители, которые будут покупать квантовые компьютеры, например университеты или государство. Но есть и другая модель, когда люди или компании будут покупать доступ к ним на определенное время. Например, квантовый компьютер может быть в облаке. Intel, возможно, будет предоставлять такие услуги.

— Занимаетесь ли вы софтом для квантовых компьютеров?

— У нас есть несколько инженеров, которые занимаются алгоритмами — софтом, если хотите. Пока они ограничены тем, что все еще нет «железа» для масштабных задач. В будущем мы будем делать квантовые процессоры, которые будут работать на квантовой архитектуре Intel.

Даже если бы сейчас у нас был процессор с 1 млн кубитов, все равно нет системы, на которой его можно было бы запустить. Кубиты очень хрупкие, и при работе с ними нужно соблюдать очень специфические требования. Почти все квантовые технологии требуют очень низких температур. Мы работаем буквально при долях градуса от абсолютного нуля. Такие системы доступны, хотя они недешевые, — это называется рефрижератор растворения. Они нужны для охлаждения приблизительно до 10 мК [милликельвинов] — очень холодно, примерно в 250 раз холоднее, чем в космосе.

— Как вы относитесь к «гонке гигантов» в этой области? Кажется, что все разработки крупных компаний, которые занимаются квантовыми компьютерами, в принципе похожи. Есть ли смысл в этой гонке?

— Сейчас мы находимся на стадии 10–50 кубит, а нам нужен 1 млн кубитов. Так что мы только начинаем эту гонку. И то, каким образом мы от 50 доберемся до 1 млн, не очевидно. То, в чем разные компании могут отличиться, это способ масштабирования. Мы, например, используем для этого нашу экспертизу в упаковке, архитектуре и исследования вторичных технологий, таких как спиновые кубиты.

— Какие технологии нужны будут вам и другим компаниям после создания квантового компьютера?

— По-моему, большой объем госфинансирования в этой сфере идет в криптографию. Но это очень сложная задача даже для квантового компьютера. Первыми сферами применения квантового компьютера будут химия, изучение материалов, разработка лекарств.

— Как появление квантового компьютера может в целом повлиять на нашу жизнь?

— Когда в середине 1970-х появились первые суперкомпьютеры, никто не мог подумать, что спустя 40 лет мы будем носить более мощные компьютеры в карманах. Поэтому сложно предсказать, что будет через 40 лет. Вы упомянули химию: я бы сказал, что химия может поменять жизнь на планете. Представьте, что мы можем создать новое лекарство, лечить болезни, улучшить сельское хозяйство или энергетику. Это повлияет на всех, даже если у обычных людей не будет собственных квантовых компьютеров.

Развитие квантовых вычислений: версия Intel

2015 год

Intel инвестирует $50 млн в программу квантовых исследований. Компания договорилась с научным центром QuTech в Нидерландах о совместных разработках в течение десяти лет

Октябрь 2017 года

Intel объявила о создании квантового процессора с 17 кубитами. Процессор произведен в США и отправлен в QuTech в Нидерландах

Ноябрь 2017 года

Компания IBM объявила о создании работающего прототипа системы с 50 кубитами. Intel отстает от этого рубежа на несколько месяцев

2019– 2020 годы

Квантовый компьютер достигнет квантового превосходства, то есть сможет решать такие задачи, с которыми до этого другие типы машин не справлялись

2022– 2024 годы

Появится система с 1 тыс. кубитов. Она будет пригодна, например, для химического моделирования

2025– 2027 годы

Будет разработан квантовый компьютер с 1 млн кубитов. Система справится с масштабными математическими задачами и квантовой криптографией, и можно будет говорить о ее коммерческом использовании

Источник: данные компаний, прогноз Джима Кларка (Intel)

Фото: из архива пресс-службы компании Intel

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

Импортозамещение выходит на новый уровень Импортозамещение выходит на новый уровень

Российская промышленность снижает зависимость от иностранных поставщиков

РБК
«Двойка» за хорошее поведение «Двойка» за хорошее поведение

BMW M2 Gran Coupe: баварское купе, которое на самом деле седан

Автопилот
Вместе с семьёй Вместе с семьёй

Этот дом можно назвать воплощением мечты любого горожанина

Идеи Вашего Дома
Звезды манящие Звезды манящие

Ослепительная вспышка, которой уже некого слепить, миг неуловимый

Знание – сила
Физика в поисках ответа на разгадку бытия: от Эйнштейна до Хокинга и Лоуренса Краусса Физика в поисках ответа на разгадку бытия: от Эйнштейна до Хокинга и Лоуренса Краусса

Почему существует Вселенная? Почему существует мир, почему в нем есть мы?

Знание – сила
Неуместные следы и водоплавающий единорог: злоключения Карла Бау Неуместные следы и водоплавающий единорог: злоключения Карла Бау

«Научный» креационизм. Мифы и предубеждения

Наука и техника
Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика? Космический буксир: мирный атом или ненаучная фантастика?

Чем интересна перспектива использования ядерного двигателя в космосе?

Наука и техника
Сарацинка, воительница, христианка Сарацинка, воительница, христианка

В эпоху джахилийи у разных племен бедуинов положение женщин различалось

Знание – сила
Гладкая мускулатура самолета – электродвигатели Гладкая мускулатура самолета – электродвигатели

Как выглядят авиационные электродвигатели, где установлены и как управляются?

Наука и техника
Возвращение гребного колеса Возвращение гребного колеса

Первые упоминания о гребном колесе относятся еще к древнейшим временам...

Наука и техника
Монеты в восточной пыли Монеты в восточной пыли

Важным источником наших знаний об античной истории являются монеты

Знание – сила
Беззубый театр. Беседа на спорные темы Беззубый театр. Беседа на спорные темы

Продолжение статьи худрука Марка Розовского о современном театре

Знание – сила
Культура сбережений: зачем откладывать на завтра то, что можно потратить сегодня? Культура сбережений: зачем откладывать на завтра то, что можно потратить сегодня?

Зачем каждому гражданину нужно выработать у себя привычку делать сбережения?

Наука и техника
«Галилея археологов» «Галилея археологов»

Археологи давно борются с искушением перекопать поглубже всю Святую Землю

Знание – сила
Новый поход ветеранов Троянской войны Новый поход ветеранов Троянской войны

Филистимляне и троянцы против египетских фараонов

Знание – сила
Недоросли, скотинины, бригадиры и Стародум Недоросли, скотинины, бригадиры и Стародум

И спустя 200 лет пьесы Дениса Фонвизина остаются интересны и востребованы

Знание – сила
Вновь о темной материи Вновь о темной материи

Проблема темной материи всерьез привлекает ученых

Знание – сила
Когда медицинские практики прошлого у нас в крови… Когда медицинские практики прошлого у нас в крови…

На протяжении почти 2000 лет для лечения болезней использовалось кровопускание

Знание – сила
Новости науки Новости науки

Обнаруженная в ранней Вселенной грандиозная галактика и другие новости науки

Знание – сила
Система Юпитера: Ганимед и Каллисто Система Юпитера: Ганимед и Каллисто

Что делает Ганимед и Каллисто очень интересными космическими телами?

Наука и техника
Островский – революция в русском театре Островский – революция в русском театре

Гончаров, известный трилогией на букву «О», был интересным и метким критиком

Знание – сила
Революция со счастливым концом Революция со счастливым концом

Рубеж XIX и XX веков отмечен бурными событиями в целом ряде наук

Знание – сила
Керосиновая история Керосиновая история

Жизнь в послевоенном социализме делится на «время керосина» и «время газа»

Знание – сила
Водяные козлы – аристократы саванн Водяные козлы – аристократы саванн

«Водяных козлов я часто встречал в восточноафриканской саванне»

Знание – сила
Авианосцы ВМС Индии XXI века Авианосцы ВМС Индии XXI века

История постройки авианосца «Викрант»

Наука и техника
Биология на рубеже веков, или Сто лет тому вперед Биология на рубеже веков, или Сто лет тому вперед

Биология в 1900-х годах по темпам своего развития ничуть не отставала от физики

Знание – сила
Мясная альтернатива Мясная альтернатива

Не все повара умеют работать с альтернативными стейками. В чем секреты ремесла?

Bones
Расписание света Расписание света

«Дом и виноград» — арт-пространство, где на входе выдают домашние тапочки

Seasons of life
Наедине с природой Наедине с природой

В этом доме идеальная для отдыха атмосфера размеренности и неторопливости

Идеи Вашего Дома
Горячее сердце Алтая Горячее сердце Алтая

На Алтае староверы испокон веков искали загадочную страну Беловодье

Вокруг света
Открыть в приложении