Ще надмине ли квантовата технология изкуствения интелект?

Сред технологичните журналисти отдавна се шегуваме, че или можеш да обясниш квантовата физика точно, или така, че хората да я разберат — но не и двете едновременно, пише репортер на BBC.

Квантовата механика е странен и сложен клон на физиката, който описва поведението на частици на микроскопично ниво. Те се държат по необичайни начини, а това отваря възможности за създаване на нов тип технологии с огромна изчислителна мощ.

Тази трудна за разбиране наука остава по-слабо популярна от звездата на днешната технологична сцена – изкуствения интелект (AI), въпреки серията от големи квантови обявления от компании като Microsoft и Google.

Обикновено възприемаме квантовото в контекста на хардуер – компютри и сензори, докато AI е софтуерна технология, която просто използва хардуер. Обединени, двете биха могли един ден да създадат нещо по-мощно от всичко, което човечеството познава – макар че „един ден“ е ключовата уговорка, отбелязва анализаторът Брайън Хопкинс от Forrester.

Експериментите са обещаващи, но всички те показват, че имаме нужда от много по-мощни квантови компютри и още иновационни проучвания, които да позволят реално приложение на квантовите ефекти в AI“, смята той.

За особеностите на AI и квантовите компютри

Що се отнася до стойност, и двете са печеливши. По оценки на групата за пазарни проучвания McKinsey, квантовият сектор може да достигне стойност от 97 млрд. долара до 2035 г., докато пазарът на изкуствения интелект се измерва в трилиони. И двете технологии обаче са обект на огромно пожелателно мислене, а анализатори вече предупреждават за надценени акции и възможен „балон“.

Доскоро вярвах, че квантовите компютри са най-свръхрекламираната технология – докато не се появи манията по изкуствения интелект“, шегува се Хопкинс.

Двете технологии имат и друга обща черта – грешките. Квантовите компютри страдат от различен тип бъгове от тези на AI – причинени от изключителната чувствителност на частиците, които трябва да се поддържат в прецизно контролирана среда. Дори минимални колебания в светлина или шум могат да нарушат работата им. Затова машините се държат в лаборатории при изключително ниски температури.

Те не приличат на обикновени компютри – по-скоро на висящи, сложни конструкции, напомнящи медузи. Те са и малко „лъскави“ – учени установяват, че използването на синтетични диаманти за създаване на кубити – градивните елементи на квантовите компютри – позволява на машините да работят при температури, много по-близки до стайната.

Луксозният бижутер De Beers има дъщерна компания Element Six, която твърди, че през 2020 г. е създала първия в света диамант, предназначен за общо квантово приложение. Компанията работи и с Amazon Web Services по оптимизирането на изкуствени диаманти за бъдещи мрежи от квантови машини.

Революционен потенциал

 В света има около 200 квантови компютъра (без публични данни от Китай), но това не спира експертите да говорят за революционен потенциал.

Потребителите ще усетят ефекта от квантовите технологии във всеки аспект от живота си,“ казва Ражийб Хазра, директор на Quantinuum. Той смята, че приложенията на квантовите компютри може да се окажат дори по-мащабни от тези на изкуствения интелект.

Проф. сър Питър Найт, един от водещите британски експерти по квантови компютри, допълва, че изчисления, които биха отнели възрастта на Вселената дори за най-мощните суперкомпютри, могат да бъдат извършени за секунди на квантова машина.

Потенциалните приложения са многобройни. В медицината квантовите компютри биха могли да анализират огромен брой комбинации от молекули за разработване на нови лекарства – процес, който днес отнема години.

За да добиете представа за мащаба – през декември 2024 г. Google представи нов квантов чип, наречен Willow, за който компанията твърди, че може да реши задача само за пет минути, докато на най-бързите суперкомпютри в света това би им отнело около 10 септилиона години – тоест 10 000 000 000 000 000 000 000 000 години.

Квантови сензори вече се използват в атомни часовници. През 2019 г. екип от Нотингамския университет създаде портативен уред за мозъчни сканирания при деца с епилепсия, а учени от Imperial College в Лондон тестваха „квантов компас“ – навигационна система, работеща дори под земята, където GPS не функционира.

Нож с две остриета

Квантовите технологии могат да засилят и киберсигурността – но и да я подкопаят. Експерти предупреждават, че бъдещите квантови машини ще могат да разшифроват сегашните методи за криптиране на данни, използвани от държави и компании. Някои вече крадат криптирани бази данни с идеята да ги „разчетат по-късно“, когато се появят достатъчно мощни компютри – стратегия, наречена „събирай сега, разшифровай по-късно“(harvest now, decrypt later).

Това налага въвеждането на „квантово устойчиво“ криптиране още сега. Специалистите наричат момента, в който първият реално действащ квантов компютър ще може да пробие класическите кодове, „Q-day“.Прогнозите кога това може да се случи се различават, но според Брайън Хопкинс от Forrester това може да стане сравнително скоро – около 2030 г.

Компании като Apple и платформата за сигурни съобщения Signal вече внедряват т.нар. постквантови криптографски ключове, които се смятат за устойчиви на бъдещи квантови атаки. Те обаче не могат да се прилагат ретроспективно – тоест не защитават вече съществуващи данни, криптирани по традиционен начин.

А това вече е проблем. През октомври бившият ръководител на отдела по криптографски дизайн в британската служба за разузнаване и киберсигурност GCHQ, Даниел Шиу, заяви, че е „напълно вероятно почти всички британски граждани вече да имат компрометирани данни“ в резултат на държавно спонсорирани кибератаки от Китай, при които информацията се краде и съхранява с идеята да бъде разшифрована и анализирана в бъдеще, когато квантовите машини станат достатъчно мощни.