Обновить страницу. О трансформации Microsoft и технологиях будущего от первого лица - [56]

Мы уже получили более тридцати патентов, однако до финиша еще далеко. Борьба за облачные технологии, искусственный интеллект и смешанную реальность сопровождается громкими заявлениями и широким освещением в прессе. А вот борьба за первенство в сфере квантовых вычислений проходит в основном незамеченной, отчасти потому, что все это слишком сложно, да к тому же держится в тайне.

Достойной целью в области квантовых технологий будет наделение искусственного интеллекта способностью по-настоящему понимать человеческую речь, а потом с точностью резюмировать услышанное. Еще более перспективная задача квантовых вычислений – спасение человеческих жизней за счет невероятных открытий в области медицины. Например, проблема с вычислениями при разработке вакцины от СПИДа заключается в том, что существующих ресурсов не хватает, поскольку оболочка белка ВИЧ обладает высокой вариабельностью и постоянно меняется. Как следствие, вакцина против ВИЧ, по некоторым оценкам, появится лишь через несколько десятилетий. А с квантовым компьютером мы смогли бы подойти к решению проблемы по-новому.

То же самое можно сказать и о множестве других областей, в которых технология пока буксует – это и высокотемпературные сверхпроводники, и производство энергоэффективных удобрений, и теория струн. Квантовый компьютер позволит по-новому взглянуть на самые неразрешимые проблемы нашего времени.

Специалист по вычислительной технике Криста Свор – одна из самых активных участниц нашей команды, занятой решением проблем, связанных с квантовым компьютером. Криста получила докторскую степень в Колумбийском университете, занимаясь отказоустойчивыми и масштабируемыми квантовыми вычислениями. Она провела год в Массачусетском технологическом институте, работая над экспериментальным проектированием ПО, необходимого для управления квантовыми компьютерами. Ее команда в настоящее время разрабатывает экзотическую программную архитектуру, которая поможет нашим экспертам в области математики, физики и сверхпроводимости добиться успеха в создании квантового компьютера. Чтобы определиться с тем, какие задачи должно решать это ПО в первую очередь, Криста позвала квантовых химиков со всего мира. Их попросили выступить с докладами и принять участие в мозговом штурме.

Одна проблема сразу же бросилась в глаза. Миллионы людей в мире голодают по причине нерационального производства продуктов питания или неправильной системы поставок. Одна из ключевых проблем при производстве продуктов питания – необходимость в удобрениях, а те, как правило, стоят дорого и истощают природные ресурсы. Производство удобрений требует преобразования атмосферного азота в аммиак, который запускает процесс разложения бактерий и грибов. Этот химический процесс, известный как процесс Габера – Боша, не совершенствовался с момента открытия его Фрицем Габером и Карлом Бошем в 1910 году. Эта проблема так велика и сложна, что в ней не наблюдалось никаких прорывов. Работая сообща, квантовый и классический компьютеры смогут осуществлять масштабные эксперименты по поиску нового искусственного катализатора, который бы имитировал процесс бактериального разложения, сокращал количество энергии и метанового газа, необходимого для производства удобрений, и при этом снижал бы угрозу экологии.

Подход Microsoft к квантовым вычислениям полностью отличается от методов десятка наших конкурентов в этой области. Враг квантовых вычислений – это «шум», то есть электронные помехи в виде космических излучений, ударов молнии и даже мобильника в кармане вашего соседа. Эти труднопреодолимые преграды стали одной из причин, по которой большинство квантовых технологий предназначены для сверхнизких температур. Наша команда «Станция Q», взяв за основу труды Майкла Фридмана, разработала при участии сотрудников со всего мира метод топологических квантовых вычислений. Эти вычисления сокращают затраты квантовых ресурсов на два-три порядка по сравнению с другими подходами. Этот вид топологического кубита сам по себе менее подвержен погрешностям, чем другие варианты, так как его восприимчивость к помехам ниже. Хотя данный метод требует открытий в новых областях фундаментальной физики, потенциальные выгоды от его применения будут просто невероятными.

Не думайте, что в один прекрасный день квантовый компьютер превратится в новый отдельно стоящий сверхбыстрый ПК на вашем рабочем столе. Нет, он будет функционировать как сопроцессор, который станет получать инструкции и команды от набора классических процессоров. Это будет гибридное устройство, «сидящее» на облаке и ускоряющее сверхсложные вычисления, о которых мы пока не можем даже мечтать. Ваш помощник в области искусственного интеллекта, действуя от вашего имени, будет решать задачи, для которых потребуется проверять миллиарды графов на квантовом компьютере, а тот сможет просканировать этот миллиард вариантов и немедленно выдать вам несколько оптимальных результатов.

Экспериментальная разработка кубитов в своем развитии достигла точки, в которой масштабируемая технология кубитов уже существует в реальности. Заглядывая в будущее на несколько лет вперед, мы ожидаем увидеть небольшие квантовые компьютеры. Это даст возможность создавать первые варианты приложений на основе коротких квантовых алгоритмов, которые по определенным аспектам будут превосходить классические компьютеры. Что еще важнее, получив квантовый компьютер, мы сумеем приблизиться к другой цели – создать удлиненные «логические кубиты», а также стимулировать инженерные усилия по разработке больших и надежных квантовых компьютеров.