Квантовые вычисления перешли из разряда теоретического любопытства в категорию инженерной реальности. Производители демонстрируют реальный прогресс в решении проблем масштабирования и коррекции ошибок. Существуют реалистичные планы по выпуску квантовых компьютеров, которые могут принести коммерческую выгоду. Но эта выгода будет неравномерной, проявляясь в конкретных классах высокоприоритетных задач и в разные временные горизонты. Технологическим руководителям необходимо практическое понимание того, где и когда квантовые вычисления, вероятно, будут иметь значение, пишет в корпоративном блоге Дэвид Мутер, главный аналитик Forrester.

Квантовые компьютеры — это не суперкомпьютеры с большей вычислительной мощностью, как это часто изображается в новостях. Классические компьютеры основаны на булевой логике, физически реализуемой в соответствии с уровнем напряжения в полупроводниках. Квантовые компьютеры основаны на линейной алгебре и интерференционных картинах, которые возникают из-за волновой природы квантовых объектов. Это делает квантовые вычисления принципиально иными, подходящими для других типов задач.

Какие это типы задач? Речь идёт о задачах, связанных с экспоненциально растущим числом комбинаций, физическими системами квантового уровня или вероятностными результатами, которые трудно эффективно моделировать на классических системах. Примеры: оптимизация портфеля, молекулярное моделирование, открытие новых материалов, логистические маршруты, моделирование электрических сетей и некоторые формы стохастического анализа рисков.

Что это значит? Если задачу можно решить классическим методом, она будет решаться классическим методом и впредь. Это также означает, что квантовые компьютеры станут компонентами более широкого вычислительного конвейера, решая вычислительные задачи, которые классические компьютеры не могут решить, а для остальных задач будут использоваться классические методы.

Таким образом, квантовые вычисления не будут развиваться как самостоятельная платформа. Квантовые компьютеры будут гибридными, сочетая классические вычисления с квантовыми в единой системе. Поставщики, которые сделают квантовые вычисления доступными благодаря гибридным средам выполнения и интеграции с классическими вычислениями, станут главными лидерами рынка.

В краткосрочной перспективе состояние рынка по-прежнему будет определяться экспериментами. Прогресс будет достигнут за счет улучшения коррекции ошибок, совершенствования алгоритмов и более четкого понимания того, какие аппаратные средства масштабируемы. Наиболее неотложным приоритетом для бизнеса в это время будет безопасность. Организациям следует ускорить планирование постквантовой криптографии, поскольку достижения как в области квантового оборудования, так и в оптимизации алгоритма Шора для снижения требуемой вычислительной мощности квантовых вычислений приближают наступление «Дня квантовых вычислений» (Q-Day).

В долгосрочной перспективе квантовые вычисления станут коммерчески значимыми, но избирательно. Они не станут повсеместным ускорителем для всех корпоративных технологий, как компьютеры, с которыми мы выросли. Скорее, это будет высокоточный инструмент для специализированных рабочих нагрузок. Наибольшие возможности будут сосредоточены в таких отраслях, как медико-биологические науки, химическая промышленность, материаловедение, финансовые услуги, логистика, производство и энергетика.

Как и в случае с любой технологией, способ оценки квантовых вычислений заключается в определении того, какие бизнес-задачи обладают характеристиками, которые делают эту технологию потенциально полезной. Наиболее подходящие рабочие нагрузки, как правило, связаны с вычислительной сложностью, основанной на многомерной линейной алгебре, — это, например, оптимизация, молекулярное или физическое моделирование и вероятностное моделирование. Наименее подходящие рабочие нагрузки — это те, для которых уже существуют хорошие решения в классических системах или которые имеют большую сложность данных.

Понимание перспектив и ограничений квантовых вычислений поможет организациям избежать как упущенных возможностей из-за чрезмерной самоуспокоенности, так и погони за ложными результатами, вызванной ажиотажем. Некоторым отраслям следует начать структурированное исследование уже сейчас, поскольку долгосрочный потенциал роста может проявиться раньше, чем ожидается. Другим следует отслеживать прогресс и избегать спекулятивных инвестиций до тех пор, пока прогресс в квантовых исследованиях не покажет более четкую совместимость рабочих нагрузок.