Добро пожаловать в будущее, где скорости намного выше, чем вы думаете.

Самое холодное место во Вселенной[70] находится в солнечной Калифорнии. Да-да, на окраине Беркли внутри гигантских размеров пакгауза подвешена здоровенная белая труба. Это рукотворное сооружение – криогенная машина следующего поколения, охлаждающая до –273,147℃, или всего на 0,003 градуса выше абсолютного нуля.

В далеком 1995 году астрономы из Чили[71] зафиксировали внутри туманности Бумеранг температуру –272℃. Это стало открытием, потому что в космосе обнаружился естественный полюс холода с самой низкой во всей Вселенной температурой. Но, между прочим, в белой трубе она почти на градус ниже – и значит, она не только отбирает у туманности Бумеранг звание самого холодного уголка Вселенной, но и дает пример суперзаморозки, необходимой, чтобы удерживать кубит в стабильной суперпозиции.

Что в чем?

В классической информатике под битом понимается крошечный кусочек двоичной информации: либо единица, либо ноль. А кубит[72] – усовершенствованная версия понятия «бит», квантовый бит. В отличие от битов, подчиняющихся сценарию или/или (ноль/единица), кубиты используют так называемую суперпозицию, которая позволяет им находиться одновременно в нескольких состояниях. Например, когда подбрасываешь монетку, она либо ляжет орлом, либо решкой. А если ее раскрутить на ребре? Пока она крутится, ее возможности лечь аверсом либо реверсом с калейдоскопической скоростью сменяются одна другой. Это и есть аналог суперпозиции. Правда, для ее достижения нужны сверхнизкие температуры.

Суперпозиция означает вычислительную мощность. Огромную вычислительную мощность. Классическому компьютеру для решения сложной задачи требуется проделать тысячи шагов, а квантовый компьютер решит эту же задачу всего за два или три шага. Чтобы было понятнее: IBM-овский суперкомпьютер Deep Blue[73], который обыграл чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова, за секунду анализировал 200 млн возможных ходов. Вот какая огромная вычислительная супермощь заключена внутри той белой трубы.

Принадлежит труба компании Rigetti Computing – ей шесть лет, и она угодила в пекло интереснейшей из разворачивающихся в технологической сфере эпических битв на сюжет «Давид против Голиафа». Сейчас главными соперниками в погоне за «квантовым превосходством» – иными словами, первенством в создании квантового компьютера, способного решать задачи, которые не по зубам классическим машинам, – выступают технологические гиганты Google, IBM и Microsoft, блестящие академические умы из Оксфорда и Йеля, правительства Китая и США. Да, и вышеупомянутая Rigetti.

Компания приступила к работе в 2013 г. В то время физик Чед Ригетти решил, что час квантовых компьютеров пробьет куда скорее, чем думают многие, и пожелал стать тем, кто доведет эту технологию до ума. И он оставил теплое место квантового физика в IBM, привлек инвестиционные средства более чем на 119 млн долл. и сконструировал трубу, поддерживающую самую низкую в истории температуру. Теперь, спустя полсотни патентных заявок, Ригетти производит квантовые интегральные схемы для облачных квантовых компьютеров. И он прав – эта технология действительно решает одну очень крупную проблему: конец действия закона Мура.

В двух следующих главах мы изучим девять экспоненциальных технологий, которые уже начинают конвергировать. Все они подчиняются закону Мура – продолжающейся уже 60 лет волне роста вычислительной мощности. Производительность транзисторных процессоров