Я следил за развитием квантовых вычислений довольно внимательно, и честно говоря, 2024 год стал годом, когда всё перешло от «прорывных анонсов» к реальному инженерному прогрессу. И не только в одной области — три отдельные компании достигли важных этапов всего за несколько месяцев, используя совершенно разные аппаратные подходы. Обычно именно так понимаешь, что область действительно движется вперёд.

Так что же на самом деле произошло с последними прорывами в квантовых вычислениях 2024 года? Позвольте мне разобрать три, которые действительно важны.

Google выпустила Willow в декабре — процессор на 105 кубит, который сделал то, чего в этой области добиваются уже 30 лет. Они добавили больше кубитов, и уровень ошибок снизился, а не вырос. Это кажется очевидным, но это огромный прорыв. В течение десятилетий проблема заключалась в том, что большие системы означали больше шума и нестабильности. Willow доказал, что можно масштабировать систему, не разваливаясь. Этот показатель вызвал много внимания — решение задачи за пять минут, на которую классический суперкомпьютер потратил бы 10 септильонов лет — но настоящим достижением стала архитектура. Это действительно работающая коррекция ошибок ниже порога, а не только теория.

Между тем, Microsoft и Quantinuum уже показали что-то не менее значительное в апреле. Они создали логические кубиты с уровнем ошибок в 800 раз ниже, чем у физических кубитов, лежащих в основе. А затем в ноябре они пошли дальше — 24 запутанных логических кубита с использованием нейтральных атомов. Совершенно другой аппаратный подход, чем у Google. Затем Quantinuum достигли 50 логических кубитов в декабре. Суть в том, что несколько путей к отказоустойчивым квантовым вычислениям развиваются одновременно, что полностью меняет представление о сроках.

Вклад IBM был более тихим, но, вероятно, более актуальным для реального внедрения. Heron R2 в ноябре — 156 кубитов, но что важнее, показатели производительности резко улучшились. Ошибки двухкубитных вентилей снизились до 8×10⁻⁴. Задачи, которые раньше занимали 120 часов, теперь выполняются за 2,4 часа. Это тот прогресс, который реально масштабируется. Они также опубликовали новый код коррекции ошибок, который сокращает накладные расходы с 3000 физических кубитов до 288 для одного логического кубита. Это повышение эффективности — причина, по которой это выглядит как инженерная задача с решениями, а не как физическая проблема без ответа.

Четыре важнейших момента, о которых никто не говорит, но должен: NIST опубликовал стандарты пост-квантовой криптографии в августе 2024 года. Это первый раз, когда международный орган по стандартам официально признал, что квантовые компьютеры, способные взломать текущие системы шифрования, уже не являются теоретическими. Для инфраструктуры блокчейна и криптовалют это напрямую актуально. Кошельки, транзакции, смарт-контракты — всё, что защищено асимметричным шифрованием — рано или поздно потребует квантоустойчивых замен. Этот переход начинается прямо сейчас.

Что честно в этом всем: Willow пока не занимается разработкой лекарств. Логические кубиты могут обнаруживать ошибки, но полная коррекция ошибок всё ещё разрабатывается. Системы на нейтральных атомах требуют лазерной инфраструктуры, которой пока нет в масштабах. Но что изменилось — это направление прогресса. Область перешла от ставки на один подход к развитию нескольких жизнеспособных путей одновременно. Она перешла от теоретической физики к инженерной дисциплине.

Глядя на то, что будет дальше — Google ориентируется на отказоустойчивую работу за пределами ниже порога. Microsoft стремится к 50-100 запутанных логических кубитов в коммерческих внедрениях в ближайшие годы. Процессор Starling от IBM планируется запустить к 2029 году с 200 исправленными ошибками кубитами. Траектория развития после этих последних прорывов в квантовых вычислениях 2024 года последовательно движется в одном направлении: вопрос уже не в том, возможно ли это. Милestones 2024 доказали, что это возможно на нескольких архитектурах. Теперь вопрос — какая масштабируется быстрее и когда появятся приложения, оправдывающие инвестиции.

Для тех, кто следит за тем, как квантовые вычисления пересекаются с ИИ и инфраструктурой криптовалют, это год, когда область перестала быть спекулятивной и стала предсказуемой. Последние прорывы в квантовых вычислениях 2024 фактически сместили планку с «это теоретически возможно» на «какой инженерный подход выигрывает».