Правительство Австралии объявило о выделении примерно 940 миллионов австралийских долларов (617 миллионов долларов США) PsiQuantum, стартапу в области квантовых вычислений, базирующемуся в Кремниевой долине.
Половина финансирования поступит от правительства Квинсленда, а взамен PsiQuantum разместит запланированный квантовый компьютер в Брисбене, а региональную штаб-квартиру — в аэропорту Брисбена.
PsiQuantum утверждает, что построит первый в мире «полезный» квантовый компьютер. Такое устройство может оказаться чрезвычайно полезным для таких приложений, как взлом кодов, открытие новых материалов и лекарств, моделирование климата и погоды, а также решение других сложных вычислительных задач.
Компании по всему миру – и правительства нескольких стран – стремятся первыми решить загадку квантовых вычислений. Насколько вероятно, что ставка Австралии на PsiQuantum окупится?
Квантум 101
Квантовые компьютеры — это компьютеры, на которых выполняются квантовые алгоритмы. Это пошаговые наборы инструкций, которые изменяют данные, закодированные квантовой информацией. (Обычные компьютеры управляют цифровыми алгоритмами — пошаговыми наборами инструкций, которые изменяют цифровую информацию.)
Цифровые компьютеры представляют информацию в виде длинных строк из единиц и нулей. Квантовые компьютеры представляют информацию в виде длинных списков чисел. За последнее столетие ученые обнаружили, что эти числа естественным образом закодированы в мелких деталях энергии и материи.
Квантовые вычисления принципиально отличаются от традиционных вычислений. Он использует принципы квантовой физики и может выполнять вычисления, которые невозможны для цифровых компьютеров.
Мы знаем, что квантовые алгоритмы могут решить некоторые проблемы за гораздо меньшее количество шагов, чем цифровые алгоритмы. Однако на сегодняшний день никто не создал квантовый компьютер, который мог бы надежно запускать квантовые алгоритмы.
Ставка на свет
Исследователи по всему миру пытаются создать квантовые компьютеры, используя различные технологии.
Подход PsiQuantum использует отдельные частицы света , называемые фотонами, для обработки квантовых данных. Ожидается, что квантовые компьютеры на основе фотонов будут менее подвержены ошибкам, чем другие виды.
Правительство Австралии также инвестировало около 40 миллионов австралийских долларов в базирующуюся в Сиднее компанию Silicon Quantum Computing. Эта компания стремится кодировать квантовые данные в крошечных частицах, заключенных в кремнии и других знакомых материалах, используемых в современной электронике.
Третий подход — это «захваченные ионы» — индивидуально захваченные электрически заряженные атомные частицы, преимуществом которых является то, что они по своей природе стабильны и идентичны. Компания IonQ идет по этому пути.
Однако многие полагают, что в настоящее время ведущим подходом являются искусственные атомы на основе сверхпроводящих цепей. Их можно настроить с различными свойствами. Именно такого подхода придерживаются Google , IBM и Rigetti.
Четкой выигрышной технологии не существует. Вероятно, в конечном итоге возобладает гибридный подход.
График, установленный PsiQuantum и поддержанный федеральными одобрениями, направлен на создание действующего квантового компьютера к 2029 году . Некоторые считают этот прогнозируемый график слишком оптимистичным , поскольку три года назад PsiQuantum планировала уложиться в срок — 2025 год.
Прогресс в области квантовых технологий был устойчивым с момента их создания почти три десятилетия назад. Но еще предстоит преодолеть множество проблем, чтобы создать устройство, которое было бы достаточно большим, чтобы быть полезным, и не было бы подвержено ошибкам.
Политика важнее прогресса?
Это объявление представляет собой важное обязательство по продвижению технологии квантовых вычислений как внутри Австралии, так и во всем мире. Это подпадает под политику албанского правительства « Будущее, сделанное в Австралии ».
Однако инвестиционные риски могут быть омрачены дебатами по поводу прозрачности и процесса отбора .
Критика указала на отсутствие подробного публичного раскрытия информации о том, почему PsiQuantum была выбрана среди местных конкурентов.
Эти опасения подчеркивают необходимость более открытого диалога о государственных расходах и выборе партнеров для поддержания общественного доверия к таким крупномасштабным технологическим инвестициям.
Общественное доверие трудно завоевать, если практически не предпринимается никаких усилий для обучения людей квантовым технологиям. Некоторые утверждают, что « квантовая грамотность » станет навыком XXI века наравне с цифровой грамотностью.
Квантовое будущее Австралии
Австралия сделала ставку на квантовое оборудование. Но даже если оборудование будет работать так, как запланировано, оно будет полезно только в том случае, если у нас будут люди, которые знают, как им пользоваться, а это означает обучение квантовой теории и программному обеспечению.
Для достижения этой цели в конце 2022 года была создана Австралийская сеть квантового программного обеспечения , объединяющая более 130 ведущих исследователей страны в области квантовых алгоритмов, программного обеспечения и теории, включая меня самого.
Правительство заявляет, что проект PsiQuantum, как ожидается, создаст до 400 специализированных рабочих мест, удерживая и привлекая новые высококвалифицированные таланты как в штат, так и в страну. В пресс-релизе также содержится впечатляющий прогноз о том, что успех может «привести к дополнительному увеличению ВВП на 48 миллиардов долларов и созданию 240 000 новых рабочих мест в Австралии к 2040 году».
Достичь этой цели помогут такие усилия, как Сиднейская квантовая академия , Австралийский центр квантового роста и мой собственный стартап в области квантового образования Eigensystems , который недавно запустил платформу персональных квантовых вычислений и квантовой грамотности Quokka.
В ближайшее десятилетие образование и профессиональная подготовка будут иметь решающее значение не только для поддержки этих инвестиций, но и для расширения опыта Австралии, чтобы она могла стать нетто-экспортером в квантовой индустрии и важным игроком в глобальной гонке за квантовым компьютером.