Читайте РБК без баннеров

Подписка отключает баннерную рекламу на сайтах РБК и обеспечивает его корректную работу

Всего 99₽ в месяц для 3-х устройств

Продлевается автоматически каждый месяц, но вы всегда сможете отписаться

Сколько денег страны мира тратят на квантовые технологии

Фото: Reuters
Фото: Reuters
Как идет работа над созданием новых квантовых компьютеров, каких успехов удалось добиться странам и кто больше всего инвестирует в эту индустрию?

Об эксперте: Руслан Юнусов, глава Национальной квантовой лаборатории.

В 2021 году человечество находится на пороге второй квантовой революции. Первая состоялась в начале XX века и привела к появлению лазеров, транзисторов, ядерного оружия, мобильной телефонной связи, интернета, МРТ-сканеров, светодиодных ламп и многих уже привычных вещей.

Квантовые компьютеры — следующая ступень развития технологий. Квантовые аналоги привычных компьютеров смогут, например, гораздо быстрее моделировать и обучать на больших объемах данных нейронные сети под те или иные задачи; моделировать химические реакции, что выведет на совершенно новый уровень создание лекарств и материалов для авто- и авиастроения.

Фото:Shutterstock
Индустрия 4.0 Что надо знать о квантовых вычислениях

В 2016-17 годах страны начали принимать программы по развитию квантовых технологий с существенными бюджетами. Через пять-десять лет мы увидим бум коммерциализации квантовых технологий.

Перелом у лидеров

США

США — безусловный лидер в области квантовых вычислений. Компании IBM, Google, Honeywell, стартапы Rigetti и IonQ представили уже достаточно надежные квантовые системы с десятками кубит.

Принятый в 2018 году закон о Национальной квантовой инициативе предусматривает сотрудничество федеральных центров с академическими учреждениями и частным сектором. В августе 2020 года в США создали пять федеральных центров квантовой информации под управлением Национальных лабораторий Министерства энергетики США. Каждый из них получит по $115 млн госфинансирования до 2024 года.

$1,2 млрд — общий бюджет Национальной квантовой инициативы США.

Собственные исследования финансируют крупнейшие компании: IBM, Microsoft, Google, Intel и другие.

$3 млрд инвестировала в 2014 году IBM в пятилетний проект по разработке нанотехнологических компонентов для кремниевых чипов, в том числе в исследования в области квантовых компьютеров.

Зачем нужны квантовые компьютеры, рассказывает директор IBM по стратегии внедрения квантовых вычислений и взаимодействию с клиентами Кэти Пиццолато:

В недавнем отчете Управления по научно-технической политике Белого дома искусственный интеллект и квантовые технологии названы двумя стратегически важными инновациями для экономического роста и укрепления национальной безопасности страны. США намерены увеличить финансирование исследований и разработок в области квантовых технологий еще на 20%.

Китай

В 2016 году в рамках уже 13-го пятилетнего плана Китай начал национальный мегапроект по развитию квантовой связи и вычислений, который предполагает достижение основных результатов в этих направлениях к 2030 году. За последние 15 лет бюджет поддержки разработок составил около $1 млрд. С 2012 года в стране работает коммуникационная квантовая сеть, а в 2016 году Китай запустил первый в мире квантовый спутник.

В январе 2021 года Китай установил новый мировой рекорд протяженности квантовых линий связи: общая длина наземных и спутниковых сегментов составила 2,6 тыс. км. Это позволило связать абонентов, находящихся на расстоянии 4,6 тыс. км друг от друга, что является абсолютным рекордом для полностью защищенных линий связи.

Фото: University of Science and Technology of China
Фото: University of Science and Technology of China

В 2017 году китайское правительство вложило $10 млрд в создание крупнейшей в мире квантовой лаборатории в городе Хэфэй, к востоку от Шанхая. Китайские компании Tencent и Baidu развивают собственные проекты, а в начале 2020 года Alibaba объявила о выпуске 10-кубитового квантового облачного компьютера.

В начале декабря 2020 года исследователи Китайского университета науки и технологий в Хэфэе заявили, что создали самый мощный в мире квантовый компьютер. По их словам, он в 10 млрд раз быстрее прототипа от Google. Результаты тестов китайской машины опубликовал журнал Science.

Ставка на университеты в Европе

Великобритания

В 2013 году Великобритания стала одной из первых европейских стран, сформировавших план по развитию квантовых технологий. В 2019-24 годах правительство намеревается вложить £235 млн в поддержку разработки и коммерциализации квантовых технологий. В стране работают четыре специализированных хаба по квантовым вычислениям, сенсорам, коммуникациям и инструментам визуализации. Каждым хабом управляет один из ведущих университетов. Предполагается, что за три года в стране создадут и запустят квантовый компьютер.

€1 млрд — бюджет программы Quantum Flagship, запущенной в октябре 2018 года Европейской комиссией. Программа поддержала порядка 20 исследовательских проектов.

Германия

В 2018 году федеральное правительство объявило рамочную программу по выводу квантовых технологий на рынок. В январе 2021 года Германия объявила запуск Баварской квантовой инициативы, в рамках которой будет создана Мюнхенская квантовая долина, на функционирование которой Бавария выделит в общей сложности €300 млн. Исследования проводят различные академические организации, а координируют их — Немецкое научно-исследовательское общество (DFG), Общество Макса Планка (квантовые вычисления, квантовая связь и квантовая метрология), Общество Фраунгофера (квантовая визуализация, квантовая оптика, оптические квантовые сенсоры) и Объединение имени Гельмгольца.

Фото:Tianyi Ma / Unsplash
Экономика инноваций Семь неожиданных фактов о квантовых компьютерах

Нидерланды

Нидерланды — один из крупных европейских игроков. В стране действует пятилетняя национальная квантовая программа с бюджетом €420 млн. В научно-исследовательском центре QTech уже созданы прототипы квантовых процессоров и вычислителей на сверхроводниковых и спиновых кубитах. В начале 2021 года нидерландские стартапы объединились в консорциум, чтобы ускорить создание квантового компьютера.

Систематические квантовые исследования проводят также в Австрии, Швеции, Дании и Швейцарии.

Квантовая связь Азии

Япония

В 2019 году в Японии приняли государственную программу квантовых исследований на десять лет. Одна из ее ключевых целей — создание национального квантового компьютера на 100 сверхпроводящих кубитах.

Квантовые разработки ведутся и японскими индустриальными компаниями. В 2019 году Fujitsu создала вычислитель, работающий по принципу квантового отжига 8 192 кубитами. Он до сих пор крупнейший в мире, активно используется различными компаниями для решения сложнейших задач оптимизации. Например, Toyota Systems использовала его для оптимизации крупномасштабной логистической сети с более чем 3 млн возможных маршрутов.

Южная Корея

Южная Корея включилась в квантовую гонку позже других стран. В 2019 году страна приняла план развития ключевых квантовых технологий с бюджетом около $40 млн на пять лет. К 2023 году программа предполагает внедрение универсального квантового процессора класса 5 кубитов с надежностью более 90%.

Собственные квантовые программы есть и у корейских компаний. Samsung в 2020 году представил «квантовый смартфон» Galaxy Quantum вместе с местным оператором SK Telecom. Внутри смартфона, который стоит около $500, установлен квантовый чип (производства швейцарской IDQuantique) с уникальным генератором случайных чисел. Он позволяет добиться шифрования данных на таком уровне, что смартфон невозможно взломать даже при целенаправленной атаке.

Samsung также активно инвестирует в разработку квантового компьютера и работает над сопряженными технологиями.

Другие страны

Канада

Канада является одним из мировых лидеров в области квантовых исследований и разработок, занимая первое место в мире по расходам в этой области на душу населения. В октябре 2020 года в стране был организован индустриальный консорциум, задачей которого является содействие в скорейшей коммерциализации квантовых вычислений.

Сингапур

В 2007 году государство создало Center for Quantum Technologies, привлекающий физиков, компьютерных специалистов и инженеров со всего мира. Национальная программа по коммерциализации квантовых технологий работает в стране с 2018 года.

Тайвань

В январе 2021 года там была запущена национальная программа Quantum Taiwan, бюджет которой на ближайшие пять лет составит около $282 млн.

Израиль

В 2019 году в стране была одобрена национальная квантовая программа с бюджетом $362 млн на пять лет, однако документ до сих пор не принят официально. В 2018 году Правительство Израиля запустило фонд с бюджетом $27 млн. Выделенные средства пойдут на развитие исследований в сфере квантовых технологий. А в начале марта 2021 года Израиль выделил $60 млн на создание квантового компьютера. Грант смогут получить как израильские предприятия и университеты, так и международные компании — победитель приступит к работе до конца года.

Россия: работа госкорпораций

Практическая разработка квантовых технологий в России началась позже, чем в других странах.

В России развивают три субтехнологии:

  1. квантовые вычисления (этим занимается «Росатом»). 23,7 млрд руб. — бюджет развития технологии квантовых вычислений, которым занимается «Росатом». 45% этих средств приходится на внебюджетные источники;
  2. квантовые коммуникации (это находится в ведении РЖД). 16,7 млрд руб. до 2024 года будет стоить проект ОАО РЖД. Бюджет был сокращен примерно на 2,7 млрд руб. из-за пандемии коронавируса: экономить решено на создании магистральных квантовых сетей и оплате привлечения иностранных специалистов;
  3. квантовые сенсоры (этим занимается «Ростех»). 18,4 млрд руб. — бюджет на создание квантовых сенсоров, за которые отвечает «Ростех». Члены правительства обсуждают сокращение этого направления расходов на 7 млрд руб., но пока окончательного решения не принято.

Россия не стала исключением с точки зрения консолидации локальных стейкхолдеров: в ноябре 2020 года ключевые игроки отечественного квантового сообщества объединились в Национальную квантовую лабораторию. Первыми в научно-технологический консорциум вошли представители научных и учебных организаций, а также бизнес- и инвест-сообщество: МФТИ, ВШЭ, «МИСиС», ФИАН, «Росатом», Российский квантовый центр и фонд «Сколково».

Фото:Seth Wenig / AP
Экономика инноваций Квантовая гонка: российские ученые бросили вызов компьютеру Google

До 2024 года дорожная карта развития квантовых технологий в России предполагает общий бюджет примерно в 58,8 млрд руб. ($753,6 млн). В сравнении с объемами бюджетов стран-лидеров в развитии квантовых технологий эта цифра невелика.

Обновлено 06.04.2021
Главная Лента Подписаться Поделиться
Закрыть