- 27,991
- 46
- 8 Ноя 2022
Трамп подписал два указа в один день: один — ускорить создание квантового компьютера, второй — защититься от него.
Администрация Дональда Трампа поставила перед американской квантовой отраслью одну из самых амбициозных целей последних лет: уже к 2028 году создать первый в мире отказоустойчивый квантовый компьютер, пригодный для решения реальных научных задач. Одновременно власти решили ускорить переход критически важной инфраструктуры на криптографию, способную выдержать атаки будущих квантовых машин. Эксперты считают обе инициативы логичным продолжением квантовой стратегии США, но предупреждают, что сроки выглядят крайне напряжёнными.
22 июня президент США подписал сразу два указа. Первый направлен на ускорение разработки квантовых компьютеров, квантовых датчиков и квантовых сетей. Второй сокращает сроки перехода государственных систем и объектов критической инфраструктуры на постквантовую криптографию. Вслед за этим Министерство энергетики США объявило, что намерено получить к 2028 году первый отказоустойчивый квантовый компьютер, который сможет выполнять научно значимые вычисления.
Главное препятствие на пути к таким машинам давно известно. Квантовые биты, или кубиты, чрезвычайно чувствительны к любым помехам и постоянно совершают ошибки. Именно поэтому большинство современных квантовых компьютеров способны выполнять лишь сравнительно короткие вычисления.
Для решения проблемы используется квантовая коррекция ошибок . Вместо одного физического кубита информацию кодируют сразу в группе взаимосвязанных кубитов, образующих так называемый логический кубит. Пока ошибки возникают в отдельных физических элементах, система способна обнаружить их и восстановить правильное квантовое состояние. Только большое число устойчивых логических кубитов позволяет рассчитывать на выполнение действительно сложных вычислений.
Министерство энергетики рассчитывает получить машину, содержащую несколько сотен логических кубитов . На первый взгляд задача выглядит достижимой. Сегодня лидерами считаются компании QuEra и Quantinuum, которые уже сообщили о создании 96 и 94 логических кубитов соответственно. Схожие показатели к 2028 году фигурируют и в дорожных картах IBM, IonQ и самой QuEra. Однако специалисты подчёркивают, что количество далеко не всегда означает качество.
Даже если удастся собрать несколько сотен логических кубитов, остаётся открытым вопрос, насколько устойчивыми они окажутся. Одни эксперты считают, что такие системы смогут лишь немного превзойти физические кубиты по стабильности и всё ещё будут накапливать заметное количество ошибок. Другие допускают, что даже несовершенные логические кубиты уже позволят выполнять отдельные алгоритмы, если вычисления успеют завершиться до накопления критического числа ошибок.
Не меньше споров вызывает и практическая ценность первой отказоустойчивой машины. Скептики сомневаются, что к 2028 году удастся найти научные задачи, которые квантовый компьютер сможет решать лучше современных суперкомпьютеров без серьёзного технологического прорыва. Более оптимистично настроенные специалисты считают, что примерно 100 логических кубитов уже могут дать преимущество при моделировании некоторых физических процессов, включая магнетизм и механизмы высокотемпературной сверхпроводимости.
Коммерческое применение также оценивают по-разному. По мнению части экспертов, первые экономически оправданные расчёты могут появиться уже в 2028–2029 годах в материаловедении, квантовой химии и разработке лекарств. При этом полноценная окупаемость отрасли ожидается лишь в начале следующего десятилетия. Более сложные задачи, включая машинное обучение и оптимизацию, потребуют значительно более мощных квантовых систем.
Президентские указы затрагивают не только вычисления. Министерству обороны поручено до 2028 года определить как минимум три квантовые сенсорные технологии, готовые к практическому применению. Среди наиболее вероятных кандидатов специалисты называют инерциальную навигацию без GPS, высокоточное измерение гравитационного поля для навигации и геологоразведки, магнитные датчики для поиска аномалий, а также оптические атомные часы нового поколения, которые способны значительно повысить точность спутниковой навигации. Рассматриваются и системы регистрации крайне слабых радиочастотных сигналов с помощью отдельных атомов, ионов или других квантовых объектов.
Ещё одна серьёзная проблема связана с кадрами. Квантовая индустрия по-прежнему испытывает острый дефицит специалистов. Многие вакансии месяцами остаются незакрытыми. Дополнительные сложности создаёт миграционная политика: по мнению представителей отрасли, любые ограничения для иностранных исследователей лишь усугубляют нехватку кадров. Одновременно компании надеются постепенно снижать зависимость от специалистов с докторской степенью, расширяя подготовку инженеров и производственного персонала.
Второй президентский указ посвящён другой стороне квантовой революции. Достаточно мощный квантовый компьютер сможет взломать многие современные криптографические алгоритмы, которые сегодня защищают банковские операции, государственные сервисы и интернет-трафик. Чтобы снизить этот риск, Национальный институт стандартов и технологий США уже разработал стандарты постквантовой криптографии — алгоритмов, устойчивых к подобным атакам.
Новая инициатива ускоряет переход на такие алгоритмы. Если раньше завершить миграцию планировали к 2035 году, теперь ориентиром становятся 2030–2031 годы. В первую очередь изменения затронут критически важную инфраструктуру, где оборудование и программные системы работают десятилетиями, а использование уязвимой криптографии рассматривается как потенциальная угроза национальной безопасности. Некоторые крупные технологические компании уже объявили ещё более жёсткие сроки внедрения постквантовой защиты, поэтому поставщикам оборудования и программного обеспечения придётся ускорить переход всей цепочки поставок.
Администрация Дональда Трампа поставила перед американской квантовой отраслью одну из самых амбициозных целей последних лет: уже к 2028 году создать первый в мире отказоустойчивый квантовый компьютер, пригодный для решения реальных научных задач. Одновременно власти решили ускорить переход критически важной инфраструктуры на криптографию, способную выдержать атаки будущих квантовых машин. Эксперты считают обе инициативы логичным продолжением квантовой стратегии США, но предупреждают, что сроки выглядят крайне напряжёнными.
22 июня президент США подписал сразу два указа. Первый направлен на ускорение разработки квантовых компьютеров, квантовых датчиков и квантовых сетей. Второй сокращает сроки перехода государственных систем и объектов критической инфраструктуры на постквантовую криптографию. Вслед за этим Министерство энергетики США объявило, что намерено получить к 2028 году первый отказоустойчивый квантовый компьютер, который сможет выполнять научно значимые вычисления.
Главное препятствие на пути к таким машинам давно известно. Квантовые биты, или кубиты, чрезвычайно чувствительны к любым помехам и постоянно совершают ошибки. Именно поэтому большинство современных квантовых компьютеров способны выполнять лишь сравнительно короткие вычисления.
Для решения проблемы используется квантовая коррекция ошибок . Вместо одного физического кубита информацию кодируют сразу в группе взаимосвязанных кубитов, образующих так называемый логический кубит. Пока ошибки возникают в отдельных физических элементах, система способна обнаружить их и восстановить правильное квантовое состояние. Только большое число устойчивых логических кубитов позволяет рассчитывать на выполнение действительно сложных вычислений.
Министерство энергетики рассчитывает получить машину, содержащую несколько сотен логических кубитов . На первый взгляд задача выглядит достижимой. Сегодня лидерами считаются компании QuEra и Quantinuum, которые уже сообщили о создании 96 и 94 логических кубитов соответственно. Схожие показатели к 2028 году фигурируют и в дорожных картах IBM, IonQ и самой QuEra. Однако специалисты подчёркивают, что количество далеко не всегда означает качество.
Даже если удастся собрать несколько сотен логических кубитов, остаётся открытым вопрос, насколько устойчивыми они окажутся. Одни эксперты считают, что такие системы смогут лишь немного превзойти физические кубиты по стабильности и всё ещё будут накапливать заметное количество ошибок. Другие допускают, что даже несовершенные логические кубиты уже позволят выполнять отдельные алгоритмы, если вычисления успеют завершиться до накопления критического числа ошибок.
Не меньше споров вызывает и практическая ценность первой отказоустойчивой машины. Скептики сомневаются, что к 2028 году удастся найти научные задачи, которые квантовый компьютер сможет решать лучше современных суперкомпьютеров без серьёзного технологического прорыва. Более оптимистично настроенные специалисты считают, что примерно 100 логических кубитов уже могут дать преимущество при моделировании некоторых физических процессов, включая магнетизм и механизмы высокотемпературной сверхпроводимости.
Коммерческое применение также оценивают по-разному. По мнению части экспертов, первые экономически оправданные расчёты могут появиться уже в 2028–2029 годах в материаловедении, квантовой химии и разработке лекарств. При этом полноценная окупаемость отрасли ожидается лишь в начале следующего десятилетия. Более сложные задачи, включая машинное обучение и оптимизацию, потребуют значительно более мощных квантовых систем.
Президентские указы затрагивают не только вычисления. Министерству обороны поручено до 2028 года определить как минимум три квантовые сенсорные технологии, готовые к практическому применению. Среди наиболее вероятных кандидатов специалисты называют инерциальную навигацию без GPS, высокоточное измерение гравитационного поля для навигации и геологоразведки, магнитные датчики для поиска аномалий, а также оптические атомные часы нового поколения, которые способны значительно повысить точность спутниковой навигации. Рассматриваются и системы регистрации крайне слабых радиочастотных сигналов с помощью отдельных атомов, ионов или других квантовых объектов.
Ещё одна серьёзная проблема связана с кадрами. Квантовая индустрия по-прежнему испытывает острый дефицит специалистов. Многие вакансии месяцами остаются незакрытыми. Дополнительные сложности создаёт миграционная политика: по мнению представителей отрасли, любые ограничения для иностранных исследователей лишь усугубляют нехватку кадров. Одновременно компании надеются постепенно снижать зависимость от специалистов с докторской степенью, расширяя подготовку инженеров и производственного персонала.
Второй президентский указ посвящён другой стороне квантовой революции. Достаточно мощный квантовый компьютер сможет взломать многие современные криптографические алгоритмы, которые сегодня защищают банковские операции, государственные сервисы и интернет-трафик. Чтобы снизить этот риск, Национальный институт стандартов и технологий США уже разработал стандарты постквантовой криптографии — алгоритмов, устойчивых к подобным атакам.
Новая инициатива ускоряет переход на такие алгоритмы. Если раньше завершить миграцию планировали к 2035 году, теперь ориентиром становятся 2030–2031 годы. В первую очередь изменения затронут критически важную инфраструктуру, где оборудование и программные системы работают десятилетиями, а использование уязвимой криптографии рассматривается как потенциальная угроза национальной безопасности. Некоторые крупные технологические компании уже объявили ещё более жёсткие сроки внедрения постквантовой защиты, поэтому поставщикам оборудования и программного обеспечения придётся ускорить переход всей цепочки поставок.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
