Квантовые компьютеры — машины, которые используют законы квантовой физики для обработки информации. В отличие от классических компьютеров, оперирующих битами (0 или 1), их основная единица — кубит. Кубит может находиться в состоянии суперпозиции: одновременно быть и 0, и 1. Это позволяет квантовым системам выполнять множество вычислений параллельно. Добавьте к этому явление квантовой запутанности, когда состояния кубитов взаимосвязаны даже на расстоянии, — и вы получите устройство, способное решать задачи, недоступные даже самым мощным суперкомпьютерам. Например, моделировать молекулы для создания новых лекарств или оптимизировать сложные логистические системы.
Сегодня более 70 компаний по всему миру пытаются превратить эту теорию в реальность. Каждая из них экспериментирует с разными типами кубитов. Одни создают их на основе сверхпроводящих цепей, охлажденных до температур ниже, чем в космосе. Другие удерживают отдельные ионы в магнитных ловушках или манипулируют частицами света — фотонами. Однако все подходы сталкиваются с общей проблемой: кубиты крайне нестабильны.
Малейшие помехи — вибрации, электромагнитные поля или тепловые колебания — разрушают их хрупкие состояния. Ученые пока не смогли создать машину, которая работала бы дольше нескольких микросекунд без ошибок. Именно поэтому гонка за квантовым превосходством больше напоминает марафон, где победа зависит не только от скорости, но и от выносливости технологий.
Статья по теме: Создана первая операционная система для квантовых сетей
Агентство передовых оборонных исследований США (DARPA) решило провести масштабный эксперимент — Quantum Benchmarking Initiative (QBI). Цель — определить, какие квантовые компьютеры к 2033 году смогут превзойти классические суперкомпьютеры по эффективности и стоимости. Программа стартовала в апреле 2025 года с отбора 18 компаний из США, Европы и Австралии. Среди них — гиганты вроде IBM и Hewlett Packard Enterprise, а также стартапы Quantinuum и Nord Quantique.
Эксперимент разделили на три этапа. На первом участники ответят на 60 вопросов — от структуры материалов, на которых работают их системы, до долгосрочных стратегий развития.
На втором этапе независимые эксперты — почти 300 ученых из ведущих университетов и национальных лабораторий — проведут практическое тестирование оборудования, проверят каждую технологию на «слабые места». При этом DARPA будет использовать свои метрики, отличные от тех, которые применяют сами производители.
Третий этап включает практические тесты: квантовые компьютеры сравнят с классическими суперкомпьютерами, чтобы доказать преимущество первых машин.
Статья по теме: В Японии хотят создать самый быстрый суперкомпьютер в мире
Программа строится по принципу жесткой фильтрации. После каждого этапа DARPA исключит команды, которые не продемонстрируют достаточный потенциал.
«Мы не ищем сегодняшних лидеров. Нас интересует, кто сможет изменить правила игры через десять лет», — объяснил Джо Альтепетер, руководитель программы QBI.
По его словам, ключевой критерий — экономическая целесообразность. Даже самая мощная машина не имеет смысла, если ее создание обойдется дороже, чем потенциальная выгода.
Статья по теме: Физики превратили свет в квантовую «сверхтвердую» материю
Участники обяжут раскрыть часть технических деталей, но в случае успеха они получат «знак качества» от DARPA. Это повысит доверие инвесторов и откроет доступ к госфинансированию.
«QBI легитимизирует всю отрасль. DARPA получит доступ к разным типам кубитов и сможет определить, какие из них ближе к коммерческому успеху. Такой уровень строгости изменит правила игры. Это первый случай, когда технологии оценивают не по абстрактным метрикам, а по реальной пользе», — пояснил Пранав Гокхале из стартапа Infleqtion.
Однако программа сталкивается с серьезными вызовами. Наука до сих пор не определилась, в каких именно задачах квантовые компьютеры будут наиболее полезны. Одни считают, что квантовые компьютеры в первую очередь ускорят химические расчеты, другие делают ставку на машинное обучение. Параллельно нужно учитывать геополитику: санкции, ограничения торговли и растущую конкуренцию со стороны Китая, который активно вкладывает в свои квантовые проекты.
Если программа QBI достигнет целей, через десятилетие мир может получить первый квантовый компьютер, способный решать задачи, которые сегодня кажутся фантастикой. Но даже если победителя не окажется, эксперимент DARPA задаст новые стандарты для отрасли, отделив перспективные разработки от научной экзотики.