Разработчики Google Quantum AI представили своё новое высокотехнологичное детище – квантовый процессор Willow.

По утверждению главы лаборатории Хартмута Невена, чип значительно превосходит по производительности как современные суперкомпьютеры, так и другие квантовые процессоры. Так, 105-кубитный Willow (кубит – единица информации, используемая в квантовых вычислениях, аналог бита в обычных ПК), всего за 300 секунд выполнил стандартное эталонное вычисление, на которое суперкомпьютеру Frontier, о котором я недавно писала, понадобилось бы 10 септиллионов лет.

Слово Willow переводится с английского языка как "ива", на что намекает символ квантового бренда

Или вот даже представлю для наглядности это число – 10,000,000,000,000,000,000,000,000 лет, это больше во много раз, чем возраст Вселенной. Более того, это число превосходит все известные временные масштабы в физике. По мнению Невена, этот простейший для квантового процессора эксперимент «подтверждает идею о том, что квантовые вычисления происходят во многих параллельных вселенных», а также соответствует гипотезе о мультивселенных».

В чём важность разработки Willow?

Но главное преимущество Willow не в производительности, а в том, что разработчикам удалось экспоненциально снизить частоту ошибок по мере масштабирования с использованием большего числа кубитов. Над этой задачей в квантовой информатике учёные безуспешно боролись на протяжении последних 30 лет. И благодаря этому результату срок жизни кубитов в Willow кратно увеличился относительно предшественников (примерно в 5 раз).

Ошибки при вычислениях в квантовых компьютерах возникают по нескольким причинам. Например, могут мешать внешние факторы, так называемый «шум» из-за электромагнитных излучений. Так же негативно влияют декогеренции – нарушения согласованности колебательных или волновых процессов во времени.

Математически представленное отличие бита от кубита

Разработчики Google отметили, что чем больше кубитов в процессорах используется, тем больше вероятность возникновения ошибок. В учёной среде считается, что рост количества ошибок при масштабировании системы кубитов препятствуют созданию полноценного квантового компьютера. Использование в процессоре Willow 105 кубитов – далеко не предел в технологиях. Так, в прошлом году IBM уже создала 1000-кубитный чип, но из-за большого количества ошибок разработчики признались, что хотят сфокусироваться на разработке более мелких чипов.

СЕО Google Сундар Пичаи отметил, что с помощью что Willow корпорация сделала первый важный шаг по пути создания по-настоящему «полезного квантового компьютера». Который сможет пригодится в сферах разработки лекарств, термоядерной энергетики, разработке аккумуляторов и т. д.

Как Willow может угрожать блокчейну?

Для понимания угрозы мощных квантовых компьютеров нужно представить себе работу кубитов с точки зрения криптографии. Дело в том, что основное применение квантового компьютера состоит в разложении на простые числа. Современная криптография исходит из того, что быстро разложить число из 30–40 знаков (или больше) на простые множители ни у кого не получится – на это потребуется миллиарды лет даже при использовании суперкомпьютеров. Квантовый компьютер сможет разложить такое число примерно за 18 секунд.

Это означает, что классическая криптография просто перестанет существовать: любые алгоритмы шифрования сразу же будут взломаны. Это касается буквально всех сфер жизни человека – от банковских переводов до сообщений в мессенджерах. Учёные не исключают, что наступит такой момент, когда обычное шифрование перестанет работать, а квантовое шифрование ещё не изобретут.

Из-за технических особенностей работы квантовые компьюетры сейчас весьма громоздки. На фото один из первых квантовых компьютеров IBM

Риски для криптографии беспокоят и всё мировое сообщество. Так, новость о разработка Willow поставила закономерный вопрос: а возможно ли с помощью этого чипа взломать блокчейн биткоина? По мнению коммерческого партнёра True Ventures и экс-менеджера Google по продуктам Кевина Роуза, для решения такой задачи понадобится процессор мощностью примерно 13 млн кубитов (у Willow, напоминаю, мощность всего в 105 кубитов).

Один из пользователей в комментариях к посту X* Роуза не согласился с этим мнением. Он отметил, что расшифровать алгоритм SHA-256 первой криптовалюты теоретически возможно за сутки с помощью 124 000 Willow. За год с этой задачей справятся всего 340 чипов от Google.

Между прочим, в октябре 2024 года китайские учёные уже провели условно успешные атаки на некоторые криптоалгоритмы (Present, Gift-64 и Rectangle) с помощью квантового компьютера. В итоговом исследовании после эксперимента сообщалось, что хоть учёные не получили конкретные пароли, однако «добились большего успеха, чем ранее».

Любопытно, что сам создатель биткоина Сатоши Накамото в одном из сообщений форума BitcoinTalk в июне 2010 года отмечал крайне низкую вероятность взлома своего криптоалгоритма с помощью квантового компьютера. Вместе с тем он предположил, что в этом случае сеть может постепенно перейти на более защищенный алгоритм вроде SHA-512.

Принимаю заказы на написание текстов на бизнес-темы, про маркетинг и IT (кроме бухгалтерии, финучёта, традиционного инвестирования и классической биржевой торговле, про крипту всё обсуждаемо). По всем вопросам пишите в личку на этом сайте.

Ещё больше интересного контента из жизни общества, политики, бизнеса и технологий читайте в Telegram-канале «Политичка».