Калифорнийский стартап BlueQubit получил от Министерства энергетики США 1,5 миллиона долларов в рамках грантов Genesis Mission — и эти деньги могут приблизить момент, когда квантовые компьютеры перестанут быть лабораторной экзотикой и начнут решать задачи, неподъёмные для классических машин. Вместе с Microsoft, Аргоннской и Сандийской национальными лабораториями, а также университетами Калифорнии в Сан-Диего и Риверсайде, Мэриленда, Южной Калифорнии и Вирджинии стартап займётся, пожалуй, самой упрямой проблемой квантовых вычислений — коррекцией ошибок.

Квантовые биты, или кубиты, невероятно хрупки. Тепловой шум, электромагнитные помехи, даже вибрации — всё это разрушает их квантовое состояние за доли секунды, порождая ошибки. Без надёжного исправления этих ошибок любой осмысленный расчёт тонет в хаосе. Сегодняшние квантовые процессоры пока слишком нестабильны, чтобы на равных соперничать с классическими суперкомпьютерами в практических задачах. Инициатива BlueQubit нацелена именно на этот барьер.

Искусственный интеллект переписывает коды ошибок

Главный инструмент, который команда собирается бросить на борьбу с шумом, — искусственный интеллект и машинное обучение. Идея не в том, чтобы просто ускорить существующие методы, а в том, чтобы заново придумать саму архитектуру коррекции ошибок. Исследователи планируют использовать ИИ для создания новых, более эффективных кодов исправления ошибок и моделей-декодеров, способных обрабатывать сигналы с кубитов в реальном времени.

Сейчас главная головная боль — это количество физических кубитов, необходимых для создания одного логического, защищённого от ошибок. Чем меньше физических кубитов требует код, тем быстрее можно масштабировать систему. BlueQubit и партнёры хотят снизить и этот порог, и задержки при декодировании — то есть то время, которое уходит на обнаружение и исправление сбоя. Если декодер будет медлить, ошибка успеет расползтись по цепочке кубитов, и расчёт сорвётся.

Речь идёт о подходе, который в компании называют AI-driven co-design — совместном проектировании аппаратной и программной частей с опорой на высокоточное квантовое моделирование. Физика квантовых процессов просчитывается в симуляциях, а ИИ ищет оптимальные конфигурации кодов и декодеров, учитывающие реальные физические ограничения железа. Такой тандем теории и практики должен дать схемы коррекции, которые не просто красиво выглядят на бумаге, но и работают на существующих чипах.

От лабораторных рекордов к коммерческим контрактам

Генеральный директор BlueQubit Хрант Гарибян подчеркнул, что пропасть между теоретическими методами исправления ошибок и физическими возможностями сегодняшнего железа остаётся главным препятствием на пути к практическому квантовому превосходству. По его словам, без более эффективных и масштабируемых техник коррекции построить надёжные квантовые системы, способные справляться с реальными рабочими нагрузками, попросту не выйдет.

«Эти гранты подчёркивают критическую роль совместного проектирования на базе ИИ и высокоточного моделирования в решении самых сложных инженерных задач квантовых вычислений, — заявил Гарибян. — Мы рады сотрудничать с ведущими национальными лабораториями и университетами, чтобы создать программный фундамент для масштабируемого, отказоустойчивого квантового оборудования».

Сам стартап видит в этих разработках не просто научный вызов, а прямую дорогу к коммерциализации. Отказоустойчивые квантовые компьютеры нужны фармацевтике — для моделирования молекул и ускорения открытия лекарств. Материаловеды с их помощью смогут проектировать новые сплавы и соединения с заданными свойствами. Финансовый сектор ждёт прорывов в моделировании рисков и оптимизации портфелей. Оборонная промышленность также проявляет понятный интерес к технологиям, способным обсчитывать сценарии, недоступные классическим суперкомпьютерам. Например, квантовый взлом шифров может стать реальностью, если не решить проблему ошибок.

Проект BlueQubit — лишь часть более широкого наступления на проблему ошибок. Само Министерство энергетики США через программу Genesis Mission финансирует сразу несколько команд, работающих над разными аспектами квантовых вычислений. Однако именно ставка на глубокую интеграцию ИИ, квантовых алгоритмов и методов коррекции выделяет эту инициативу. Собрав под одним зонтичным проектом промышленного гиганта в лице Microsoft, две национальные лаборатории и целый консорциум университетов, BlueQubit пытается замкнуть цепочку от фундаментальной науки до инженерного прототипа.

Если задуманное удастся, квантовые компьютеры перестанут напоминать капризные экспериментальные установки, требующие криогенных температур и постоянной подстройки. Вместо этого они начнут превращаться в вычислительные машины, которые можно арендовать через облако для решения конкретных бизнес-задач. Пока это всё ещё амбициозная цель, но 1,5 миллиона долларов и альянс с тяжеловесами индустрии — серьёзная заявка на то, чтобы сделать её чуть ближе.