- Что такое квантовые компьютеры: разбираем простыми словами
- Технологическая революция: где используют квантовые компьютеры
- Будущее квантовых вычислений: прогнозы на 2026-2030 годы
Умные машины, которые создали искусственную реальность для подчинения человечества и получения от него энергии — это не только описание культовой серии фильмов «Матрица», а и теоретическое будущее. Объемы данных растут невероятными темпами, искусственный интеллект требует все больше ресурсов, и помочь справиться со всем этим могут квантовые компьютеры. Хотя мы не физики, но понимаем влияние этих вычислительных устройств на различные технологии. Плюс всегда интересно узнать больше об оборудовании, которое работает по правилам, противоречащим нашей повседневной логике.
Что такое квантовые компьютеры: разбираем простыми словами
Для понимания таких мощных вычислительных устройств стоит сначала разобрать принцип работы обычного оборудования, например, смартфона или ноутбука. Они работают на основе классического бита — наименьшей единицы информации в компьютерных науках, которая представляет один двоичный разряд с двумя значениями: 0 или 1. И это важный момент — может быть или 0, или 1, третьего не дано.
Вместо этого основой квантового компьютера является кубит, который может существовать в суперпозиции состояний. То есть он может быть и нулем, и единицей одновременно. Он как монетка, которая быстро вращается на столе, соответственно, является и «орлом», и «решкой» одновременно.
Если сложно понять, тогда достаточно представить лабиринт с двумя игроками, которыми в нашем случае будут классический и квантовый компьютер. Первый просто выбирает путь и идет по нему до тех пор, пока не упирается в тупик, а затем возвращается назад или ищет другие пути. Он делает это довольно быстро, но все же постепенно, то есть путь → проверка → другой путь → проверка и так далее. Второй игрок является чем-то наподобие тумана, который просто заполняет этот лабиринт и мгновенно находит выход.
Читайте также: Снифер, скамер, фрауд и другие «матюки» – короткий словарик для начинающих айтишников
Технологическая революция: где используют квантовые компьютеры
Вы можете подумать: «Вау, крутое устройство, надо его купить вместо своего старого игрового ПК, чтобы тянул Cyberpunk 2077 или Microsoft Flight Simulator на максималках, или 3ds Max или Adobe Premiere Pro с самыми тяжелыми проектами». Однако в этом нет ни смысла, ни возможностей.
Для большинства компаний реальный путь развития — это не квантовые процессоры за миллионы долларов, а оптимизация существующей инфраструктуры: быстрый выделенный сервер или корректно настроенный надёжный хостинг, готовый к увеличению нагрузок.
Квантовый процессор работает при температуре, которая близка к абсолютному нулю — -273,15°C, что холоднее открытого космоса. То есть для него нужны криогенные установки, которые примерно размером с комнату. И напоследок такая маленькая деталь — стоимость квантового компьютера стартует от $10-15 млн, а для его обслуживания нужна команда физиков.
Так что давайте лучше разберем, где на самом деле используют квантовые компьютеры, и какую пользу они уже принесли.
Фармацевтика и медицина — создание инновационных лекарств
Традиционный процесс разработки нового препарата занимает 10-15 лет, а его стоимость достигает 1.3-4 млрд долларов. Но лишь небольшая часть перспективных соединений оказывается действительно успешными. Например, в 2021 году на сайте Бюджетного управления Конгресса США был опубликован детальный материал об исследованиях и разработках в фармацевтической промышленности, в которой сказано, что примерно 88% препаратов не получают одобрения после клинических испытаний. И основной причиной является неспособность классических компьютеров точно смоделировать квантово-механические взаимодействия между молекулами лекарств и белками в организме человека.
Ярким доказательством пользы квантовых компьютеров для медицины является сотрудничество Moderna и IBM. Еще в 2023 году на сайте IBM вышла новость, что американская компания Moderna инвестирует в развитие квантовых вычислений и исследования их использования в разработке будущих мРНК-лекарств. А 17 июля 2025 года был опубликован материал о том, что IBM и Moderna продемонстрировали способность квантовых компьютеров эффективно предсказывать вторичные структуры мРНК для последовательностей, сложность которых ранее была барьером. Это позволит ускорить этап дизайна новых вакцин и терапии рака, ведь удастся отсеивать нестабильные молекулы еще до начала дорогих лабораторных синтезов.
Другой проблемой является выбор правильных катализаторов и условий для реакции Судзуки-Мияури, которая позволяет создавать углерод-углеродные связи. Часто это происходит путем обычных экспериментов, ведь точное моделирование переходных состояний молекул требует расчета электронной корреляции, с этим не могут справиться даже суперкомпьютеры. И тут компания IonQ, вместе с AstraZeneca, Amazon Web Services (AWS) и NVIDIA, разработала процесс для квантового моделирования этой реакции с помощью процессора IonQ Forte. Согласно данным Yahoo Finance, такой процесс позволил сократить время разработки решения для моделирования каталитических реакций более чем в 20 раз, то есть с нескольких месяцев до считанных дней. И это действительно важное событие в 2025 году, ведь дает возможность решить сложные проблемы, повысить скорость и эффективность разработки лекарств.
Читайте также: Триумф и угрозы искусственного интеллекта — как нейросети влияют на нашу жизнь и как они законодательным образом регулируются
Финансовый сектор — прогнозирование дефолтов и борьба с отмыванием денег
Одним из крупнейших рисков для банка является резкое ухудшение кредитного рейтинга заемщика. Каждое подобное падение, особенно если это касается перехода компании из категории «инвестиционной» в «спекулятивную» влечет за собой необходимость увеличения резервов капитала и убытки. И классические модели машинного обучения, даже учитывая их постоянное совершенствование, часто пропускают слабые сигналы на ранних этапах, что приводит к запоздалой реакции.
В 2021 году Crédit Agricole CIB объединил усилия с Pasqal и компанией Multiverse Computing для внедрения квантовых нейронных сетей. Более 1.5 лет длился эксперимент, в котором квантовые алгоритмы обучались на исторических данных, чтобы выявить нелинейные корреляции, которые предшествовали дефолтам в прошлом, но были незаметны для классических алгоритмов. И в 2023 году пресс-центр Crédit Agricole CIB опубликовал новость, что эксперимент завершился успешно, продемонстрировав, что квантовые модели могут предсказывать снижение рейтингов с большей точностью и меньшими требованиями к объему тренировочных данных по сравнению с классическими аналогами. Это позволяет банку заранее корректировать кредитный портфель и избегать миллиардных убытков.
Автомобильная промышленность — оптимизация сенсоров и создание аккумуляторов
В 2021 году были опубликованы результаты конкурса квантовых вычислений BMW Group и Amazon Web Services (AWS), где нужно было найти решение для размещения на автомобиле сенсоров с целью «видеть» мир вокруг себя на 360 градусов и безопасно перемещаться.
Победителем стала компания Quantum Computing Inc. (QCI), которая применила технологию энтропийных квантовых вычислений. Команда смоделировала задачу с 3854 переменными и более 500 ограничениями. И так удалось найти оптимальную конфигурацию из 15 сенсоров, которая обеспечивает 96% покрытия беспилотного автомобиля. На поиски ушло всего 6 минут, в то время как предыдущие решения на базе классических или гибридных алгоритмов тратили на это часы или давали менее точные результаты.
Энергетика и экология — первый квантовый компьютер на Ближнем Востоке для промышленности
Еще 20 мая 2024 года на сайте Pasqal появилась новость о подписании договора Aramco с Pasqal с целью развертывания первого квантового компьютера в Королевстве Саудовская Аравия. Компания сдержала слово, и в ноябре 2025 года был опубликован уже другой материал о развертывании квантового компьютера Pasqal, который работает на технологии нейтральных атомов, в центре обработки данных Aramco в Дахране.
Одной из важных задач является эффективное управление нефтяными месторождениями, что требует точного понимания того, как жидкости (нефть, вода, газ) движутся сквозь пористые породы под огромным давлением. Критическое значение объясняется тем, что ошибки в моделировании приводят к неэффективному бурению и оставлению значительных объемов ресурсов в недрах. И вот установленная 200-кубитная машина на нейтральных атомах как раз имеет целью решать задачи моделирования потоков и оптимизации бурения с новой эффективностью.
Будущее квантовых вычислений: прогнозы на 2026-2030 годы
Мы уже разобрались, что такое квантовые компьютеры и где они применяются. И в течение 2025 года, а также за последние 5 лет, появилось много кейсов интеграции квантовых процессоров в различные сферы жизни. Так что возникает логичный вопрос — что с ними будет в будущем. И тут стоит сразу отметить, что все последние новости указывают на переход от теоретических дискуссий, лабораторных экспериментов и единичных случаев использований, о которых больше говорят, чем показывают невероятные результаты, к более конкретным, практическим, коммерческим применениям.
В целом стоит выделить такие направления развития квантовых компьютеров на следующие 5 лет:
- Увеличение количества кубитов. Мы уже видим, как IBM разрабатывает системы с все большим количеством кубитов, что вполне логично, ведь это напрямую влияет на возможность решать сложные задачи. И конечно эта тенденция продолжится, тем самым увеличивая шансы на достижение «квантового преимущества».
- Решение проблемы охлаждения. Это очень важный вопрос, тем более масштабирование систем требует огромных криогенных установок. То есть чем больше кубитов, тем сложнее отводить тепло от управляющей электроники. И уже сейчас ведущие компании ищут решения, например, в фотонике и кремниевых кубитах, которые могут работать при более высоких температурах.
- Снижение уровня ошибок. Кроме трудностей с охлаждением, большой проблемой является высокая частота ошибок. Так что в следующие 5 лет компании будут уделять внимание этому аспекту, пытаясь сделать вычисления более надежными, даже если полноценные отказоустойчивые системы еще не будут совершенными.
- Расширение коммерческих применений. Теория это хорошо, а деньги — еще лучше. Мы уже видим применение квантовых вычислений в логистике (использование двигателя HONE позволило оптимизировать работу терминала Pier 300), фармацевтике (та же квантовая симуляция вторичной структуры мРНК), финансах (прогнозирование дефолтов с процессорами на нейтральных атомах). Так что можно предположить, что в следующие 5 лет квантовые алгоритмы будут управлять автономными флотилиями грузовиков и дронов, моделировать взаимодействие лекарств с белками организма на атомном уровне, станут стандартом для управления портфелями активов в реальном времени и выявления мошенничества.
- Гибридные вычисления. Со всеми преимуществами квантовых компьютеров не стоит забывать о классических устройствах. И наиболее реалистичным сценарием является как раз не замена квантовых компьютеров, а их тандем с классическими суперкомпьютерами (удивительно понимать, как быстро развивается человечество, что мы уже суперкомпьютеры считаем классикой).
- Изменение криптографии. В ближайшие 5 лет вряд ли появятся универсальные квантовые компьютеры, которые способны взломать современные криптографические алгоритмы. Однако уже может начаться активный переход правительств и крупных корпораций к пост-квантовой криптографии (PQC). Именно это позволит системам стать устойчивыми даже к атакам квантовых компьютеров в далеком будущем.
И украинцы тоже имеют значительное влияние на развитие технологий. Хотя квантовые компьютеры часто ассоциируются с гигантами наподобие IBM или Google, украинские инженеры и ученые делают весомый вклад в эту индустрию. Например, Максим Сич и Андрей Ямшанов (соучредители британской компании Aegiq) в 2025 году представили миру собственный квантовый компьютер Artemis, который использует фотонные технологии вместо сверхпроводников, что позволяет работать без громоздких систем охлаждения.
Читайте также: Изобретения украинцев в IT-отрасли
Так что теперь вы понимаете, что квантовые вычисления больше не являются технологией далекого будущего. Они уже применяются, а в ближайшие годы эта тенденция лишь ускорится. Основной фокус сместится от теоретических достижений к созданию надежных, хоть и специализированных, систем, которые смогут обеспечить ощутимую коммерческую выгоду для пользователей в узких отраслях. И, если удастся найти решения проблем с ошибками и охлаждением, то они станут настоящим инструментом в арсенале высокотехнологичных компаний.
