# Хартмут Невен: «Квантовый компьютер Google в септиллионы раз быстрее суперкомпьютеров»

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=yQPnb4gxKRc
Канал: Google for Developers
Опубликовано: 21.05.2026

---

В современном технологическом ландшафте Google рассматривает квантовые вычисления не просто как отдалённую научную перспективу, а как критически важный «moonshot», способный радикально ускорить развитие искусственного интеллекта. В рамках глубокого диалога руководитель группы Quantum AI Хартмут Невен и старший вице-президент Джеймс Маника обсуждают текущий прогресс компании: от создания чипов, превосходящих суперкомпьютеры в септиллионы раз, до открытия новых физических явлений, таких как микроскопические червоточины и темпоральные кристаллы.

## 🌀 Основы квантового превосходства: суперпозиция и чип Willow
[[JUMP:04:32]]

Квантовые вычисления базируются на принципах, которые радикально отличаются от классической логики нулей и единиц. Хартмут Невен поясняет, что ключевым ресурсом этой технологии является суперпозиция — способность системы существовать во многих конфигурациях одновременно [05:01].

Для визуализации Невен предлагает аналогию с комнатой, где сидят люди: в классическом мире они занимают строго определённые места, но квантовая физика предполагает, что все возможные варианты рассадки реализуются одновременно и развиваются во времени [05:29].

Ключевые технические характеристики и достижения:

*   **Чип Willow:** Новейший процессор Google содержит 105 кубитов (квантовых битов) [06:36].
*   **Масштаб вычислений:** Один цикл работы чипа со 105 кубитами позволяет затронуть 2 в степени 105 различных состояний одновременно [07:16].
*   **Производительность:** В ходе недавних демонстраций чип выполнил вычисления за минуты, на которые крупнейшему дата-центру мира потребовалось бы 10 септиллионов (10 с 25 нулями) лет [07:45].

## ❄️ Создание «самого холодного места в галактике»
[[JUMP:08:14]]

Фундамент современных квантовых компьютеров Google закладывался ещё в 1980-х годах исследователями из Беркли — Мишелем Деворе (Michelle Devoret), Джоном Мартинисом (John Martinis) и Джоном Кларком (John Clarke), которые в прошлом году получили Нобелевскую премию по физике [03:09]. Их работа позволила наблюдать квантовые эффекты на макроскопическом уровне с помощью сверхпроводящих цепей.

Особенности инженерного решения Google:

*   **Температурный режим:** Чтобы минимизировать «шум» (физический термин для обозначения помех), чипы охлаждаются до 10 милликельвинов. По утверждению Хартмута Невена, это делает лабораторию Google Quantum AI, вероятно, самым холодным местом в нашей галактике [10:05].
*   **Материалы:** В настоящее время используются алюминиевые кубиты, хотя рассматривались альтернативы вроде ниобия или тантала [10:30].
*   **Время когерентности:** Инженерам удалось увеличить время выживания квантовых состояний с 20 микросекунд до более чем 250 микросекунд, что Невен считает достаточным для реализации полезных алгоритмов [11:50].

## 🗺️ Дорожная карта и коррекция ошибок
[[JUMP:15:23]]

Google следует четкому плану из шести этапов (milestones) на пути к созданию полезного квантового компьютера.

Текущий прогресс по этапам:

1.  **Этап 1 (2019):** Демонстрация квантового превосходства — выполнение задачи, недоступной классическим суперкомпьютерам [16:18].
2.  **Этап 2 (2022):** Практическая реализация квантовой коррекции ошибок. Учёным удалось показать, что избыточность (объединение физических кубитов в логические) может снижать уровень ошибок, а не увеличивать его [16:46].
3.  **Этап 3 (цель на 2024–2025):** Создание одного полноценного высококачественного модуля для будущих масштабируемых машин [17:14].

Прорыв с чипом Willow в 2024 году показал, что уровень ошибок при использовании коррекции снизился в два раза, что Хартмут Невен называет моментом, когда сообщество окончательно поверило в работоспособность технологии [19:16].

## 🧪 Практические приложения: от батарей до «Квантового эха»
[[JUMP:11:10]]

Квантовые компьютеры не заменят классические во всём, они станут специализированным инструментом для решения «невозможных» задач. Ричард Фейнман первым заметил, что для симуляции природы нужен квантовый инструмент [13:10].

Приоритетные направления использования:

*   **Энергетика:** Моделирование литий-воздушных батарей. По мнению Невена, это позволит создать аккумуляторы с плотностью энергии выше, чем у керосина, что откроет путь к созданию электрических самолётов [14:17].
*   **Алгоритм Quantum Echoes:** Первый пример «полезного» квантового алгоритма. Он позволяет извлекать больше данных из аппаратов МРТ и ЯМР (ядерного магнитного резонанса) [21:02].
*   **Химия:** С помощью Quantum Echoes команда уже смогла вычислить диэдральные углы в сложных молекулах (например, дифенила), ответив на вопросы, которые оставались открытыми для химиков [21:54].

На текущий момент в научном сообществе идентифицировано более 70 алгоритмов, где квантовые системы дают решающее преимущество [14:44].

## 🤖 Синергия квантовых систем и ИИ
[[JUMP:22:21]]

Название группы — **Quantum AI** — отражает убеждение Хартмута Невена в том, что будущему ИИ потребуется «самый мощный вычислительный субстрат из существующих» [23:14].

Взаимодействие технологий идёт в двух направлениях:

1.  **ИИ для Квантов:** Использование нейросетей (например, проект AlphaQubits совместно с DeepMind) для улучшения коррекции ошибок и управления чипами [24:32].
2.  **Кванты для ИИ:** Создание синтетических наборов данных. Невен приводит в пример AlphaFold: для его обучения потребовались данные, собиравшиеся 50 лет. Квантовый компьютер сможет генерировать высококачественные обучающие сеты для материаловедения и биологии гораздо быстрее [25:37].

## 🌌 Фундаментальная наука: червоточины и кристаллы времени
[[JUMP:26:29]]

Используя чипы с несколькими сотнями кубитов, команда Google уже проводит эксперименты, граничащие с научной фантастикой.

Наиболее значимые научные публикации группы:

*   **Голографическая дуальность:** Эксперимент по созданию микроскопической «червоточины» через квантовую запутанность. Хартмут Невен подчеркивает: если теория струн верна, это было именно создание крошечной червоточины, а не просто её симуляция [27:48].
*   **Кристаллы времени:** Системы, находящиеся в вечном периодическом движении без обмена энергией с окружающей средой [28:41].
*   **Неабелевы анионы:** Демонстрация частиц, которые «меняют свойства всей системы» при простой перестановке двух идентичных объектов местами, что противоречит бытовой логике [29:09].

## 🔐 Угроза шифрованию и ответственность
[[JUMP:29:51]]

Одной из самых обсуждаемых проблем является способность квантового компьютера взламывать современные системы шифрования (RSA и криптографию на эллиптических кривых).

По словам участников дискуссии, сроки этой угрозы сдвигаются «внутрь»:

*   **Пересмотр порогов:** Ранее считалось, что для взлома RSA-2048 нужно 20 миллионов кубитов. Благодаря успехам Грэга Гидни (Greg Gidney) в разработке алгоритмов, порог снизился до 1 миллиона физических кубитов [33:12].
*   **Криптовалюты:** Для взлома ECC-256 (используется в цифровых подписях) может потребоваться всего несколько сотен тысяч кубитов [33:27].
*   **Сроки:** Google официально рекомендует начать переход на постквантовые схемы шифрования уже к 2029 году [31:56].

## 🎨 Креативность и новые горизонты
[[JUMP:35:27]]

Хартмут Невен также исследует пересечение квантовых вычислений и искусства. Группа экспериментирует с генеративными моделями (диффузионными сетями), заменяя классический «шумовой тензор» квантовым [35:40].

*   **Проект Quantum Memories:** Совместная работа с художником Рефиком Анадолом (Refik Anadol). Выставка в Берлине привлекла 1,3 миллиона «физических» посетителей, выстроившихся в очереди длиной в мили [36:48].
*   **Альтернативные подходы:** Помимо сверхпроводящих кубитов, Google запустила новую лабораторию в Боулдере (Колорадо) для работы с нейтральными атомами [39:12]. Этот метод может оказаться более эффективным для создания квантовых сенсоров, которые дадут человечеству «новые глаза» для наблюдения за Вселенной [39:52].