«Квантовое превосходство» от Google — это ещё не конец шифрования

В последние годы корпорация Google стала полноценным участником гонки квантовых компьютеров наряду с такими гигантами как IBM и Intel. «Корпорация добра» даже заявила, что её прототипы квантовых процессоров близки к демонстрации «квантового превосходства» над классическим компьютером.

В пятницу, 20 сентября, вышли новости о том, что Google таки удалось достичь этого рубежа. Financial Times обратила внимание на исследовательский документ, который был без лишней огласки размещен на веб-сайте NASA. В нём исследователи Google пишут о достижении квантового превосходства.

Через несколько часов после публикации новости кандидат в президенты США от Демократической партии Эндрю Янг предупредил, что квантовые компьютеры Google могут взломать шифрование. Журналисты Wired поговорили с экспертами по квантовым вычислениям — они утверждают, что обычные компьютеры и криптография находятся в безопасности.

Безусловно, ученых впечатлили достижения Google. Джон Прескилл, профессор Калифорнийского технологического института, который ввел термин «квантовое превосходство» в 2011 году, называет это «действительно впечатляющим достижением в экспериментальной физике». Однако он, другие эксперты и даже собственная статья Google говорят о том, что эти достижения не означают готовность квантовых компьютеров к решению широкого спектра практических задач.

«Проблема, которую их машина решает с поразительной скоростью, была тщательно выбрана только для того, чтобы продемонстрировать превосходство квантового компьютера», — говорит Прескилл. Неясно, сколько времени потребуется квантовым компьютерам, чтобы стать коммерчески полезными; взлом шифрования — теоретическое использование технологии — по-прежнему остается далекой перспективой. «На это уйдет ещё много лет», — заключает Джонатан Доулинг, профессор Университета штата Луизиана.

Доулинг говорит, что он и другие исследователи узнали о предполагаемом прорыве на прошлой неделе после того, как Google Scholar, поисковая система по полным текстам научных публикаций, нашла черновик документа. Компания сотрудничает с NASA, которое, возможно, разместило его как часть процесса подготовки к публикации. Google отказалась от комментариев. NASA не ответило на запрос о комментарии.

Google, IBM, Intel, Microsoft и несколько стартапов значительно увеличили инвестиции в квантовые вычисления, поэтому наступление квантового превосходства казалось неизбежным. «Это то, чего мы ждали скорее раньше, чем позже», — говорит Доулинг.

Одной из причин такого ожидания были собственные высказывания исследователей Google. В 2017 году Джон Мартинис, который возглавляет исследование квантового оборудования компании, заявил, что его команда достигнет превосходства в том же году. С тех пор Google, IBM и Intel представили квантовые процессоры с 50 кубитами — устройства, которые являются строительными блоками квантовых компьютеров. Предполагалось, что для демонстрации квантового превосходства этого будет достаточно. На таком уровне даже крупнейшему суперкомпьютеру трудно повторить то, что может выполнить квантовый компьютер.

В статье Google говорится, что суперкомпьютеру Summit Ок-Риджской национальной лаборатории вычислительной мощностью 122,3 ПФлоп потребовалось бы около 10 000 лет, чтобы решить задачу, на которую 54-кубитный квантовый процессор Sycamore потратил 200 секунд.

Прескилл отмечает, что условия этого конкурса были необъективными. Эксперты Google подобрали проблему, естественно подходящую для квантового оборудования, и сами пишут в своем документе, что для реализации перспектив квантовых вычислений нужен ещё один «прорыв». Доулинг и другие считают, что потребуются миллионы высококачественных кубитных устройств, чтобы поставить под угрозу шифрование из-за сложности используемых алгоритмов.

Сегодня такие корпорации как JP Morgan и Daimler тестируют аппаратное обеспечение IBM для квантовых вычислений, а NASA сотрудничает с Google и другими компаниями, потому что надеется, что квантовые компьютеры могут помочь в планировании миссии и обнаружении экзопланет.

Насколько близки квантовые компьютеры к выполнению любой из этих задач, неясно. Дарио Джил, директор IBM по исследованиям, поздравил Google с его достижением, но выразил обеспокоенность по поводу того, что термин «превосходство» может привести к завышенным ожиданиям. «Нам нужно создавать машины, которые имеют большую практическую ценность и это будет не сейчас и не в следующем году», — говорит он. «На это нужно время».