Что можно делать с квантовыми вычислениями уже сегодня?
Сейчас самое время развивать навыки, изучать новые протоколы безопасности и тестировать потенциальные сценарии применения.
Среди сегодняшних развивающихся технологий только agentic AI соперничает с quantum computing по уровню шума и обещаний вокруг его влияния на бизнес. Хотя исследования квантовых вычислений продолжаются, уже сегодня есть возможности изучать их и запускать пилоты.
Понадобилось 20 лет, чтобы пройти путь от примитивных виртуальных машин, купленных по кредитной карте, до облачной индустрии объемом более $900 млрд, которую мы видим сегодня. Эксперты проводят похожую параллель для quantum computing и считают, что компаниям стоит уже сейчас инвестировать в развитие навыков, анализ бизнес-возможностей и подготовку к угрозам безопасности. Bain оценивает рыночный потенциал quantum computing в $100–250 млрд, а главными направлениями называет machine learning, оптимизацию логистических сетей и разработку лекарств.
Инфраструктура quantum computing сегодня
Сегодня можно экспериментировать с quantum computing на оборудовании noisy intermediate-scale quantum (NISQ). Эти устройства шумные, вычисления на них подвержены ошибкам, поэтому пилотные проекты часто бывают гибридными и объединяют квантовые и классические вычисления. Их масштаб ограничен 50–1 000 физических qubits — базовых единиц информации, используемых для кодирования данных в quantum computing. Самый большой quantum computer сегодня — 1 121 qubit.
«Хотя quantum пока не подходит для повседневных enterprise-нагрузок, организации уже могут получать доступ к quantum-системам в облаке, чтобы исследовать сценарии оптимизации, моделирования и симуляции, особенно в таких секторах, как здравоохранение, энергетика и advanced research», — говорит Ben McCarthy, lead cybersecurity engineer в Immersive. «Эти ранние инициативы помогают командам понять, где quantum в будущем может принести ценность и как он впишется в существующие операционные модели».
Сегодня есть несколько вариантов для практических экспериментов с quantum computing.
- Amazon Braket, Azure Quantum и IBM Quantum Platform — три широкие многоцелевые платформы quantum computing-as-a-service (QCaaS). Они дают серьезные возможности оптимизации, открывают доступ к нескольким аппаратным back ends и объединяют квантовые шаги с обычными вычислениями.
- Специализированные решения вроде D‑Wave’s Leap и Zapata Orquestra ориентированы на задачи с высокой долей оптимизации, например вычисление маршрутов доставки, графиков экипажей или портфелей финансовых инвестиций в огромном масштабе.
- Производители hardware, такие как IonQ, Rigetti и QuEra, подключаются к экосистемам quantum computing и дают предприятиям практический облачный доступ к разным технологиям qubit.
- Практические учебные программы доступны у Amazon, Immersive, QuLearnLabs и The New School. Учебные возможности также предлагают CERN, IBM, MIT, Quantum Learning Lab, а также другие online courses, certifications и university programs.
«Потенциал quantum computing подтверждается постоянным прогрессом со стороны ведущих компаний и исследовательских организаций», — говорит Dia Ali, global platforms and solutions lead for data intelligence в Hitachi Vantara. «Эти достижения показывают медленное, но значимое развитие вычислительных методов, даже несмотря на то, что quantum computing пока не получил широкого распространения».
Когда quantum начнет масштабироваться
Jensen Huang, CEO Nvidia, заявил, что по-настоящему полезные quantum computers появятся через 15–30 лет. Но другие настроены более оптимистично относительно сроков постепенных инноваций. Главные ориентиры отрасли — fault-tolerant quantum computing (FTQC) и fault-tolerant, application-scale quantum (FASQ) systems, которые способны выполнять длительные, безошибочные вычисления. IBM планирует предоставить возможности FTQC к 2029 году как шаг к FASQ, а эксперты считают, что FASQ может появиться лишь в 2030-х или еще позже.
Исследователи IBM сообщили, что 59% опрошенных руководителей считают, что quantum-enabled AI преобразует их отрасль к 2030 году, но только 27% ожидают, что их организации будут использовать quantum computing. Учитывая сроки появления FTQC, неудивительно, что первыми пользователями станут крупные компании с масштабными задачами оптимизации.
Участники эпизода подкаста «Coffee With Digital Trailblazers» под названием «Demystifying Quantum Computing» предложили прагматичный взгляд на возможности ближайших трех лет, включая то, как компании могут коммерциализировать quantum computing. Часть инициатив приведет к учебным пилотам, но исследовательская работа также должна выявлять трудноразрешимые сценарии, с которыми сегодня не справляются CPUs и GPUs.
Сценарии применения в разных отраслях
Хотя попробовать QCaaS можно недорого, пилот на этапе discovery может оказаться затратным. Одна оценка закладывала бюджет от $150 000 до $450 000, требовала двух или трех специалистов, работающих от трех до шести месяцев, а затем еще двух более длинных и дорогих этапов разработки.
Такие расходы не должны пугать крупные компании, но важно правильно выбрать сценарии применения.
«Сейчас правильный шаг — определить, где quantum со временем сможет создать реальный бизнес-эффект, понять, как такие сценарии изменят существующие рабочие процессы, и внимательно отслеживать прогресс поставщиков quantum hardware и software», — говорит Kevin Hilscher, senior director of product management, post-quantum cryptography and device trust в DigiCert. «Например, компании из life sciences уже изучают, как quantum может ускорить molecular modeling и drug discovery, а финансовые организации оценивают его потенциал для risk modeling и optimization. Те, кто начнет эту подготовку сейчас, будут гораздо лучше готовы быстро действовать, когда коммерческие quantum-возможности станут доступнее».
Ali из Hitachi Vantara добавляет: «Molecular research, financial analysis и задачи optimization — лишь часть сложных ситуаций, с которыми может работать quantum computing». Примеры пилотов quantum computing включают:
- HSBC моделировала разные подходы для прогнозирования цен на торговлю облигациями и обнаружила, что quantum computing превосходил классические модели на 34%.
- Пилот DHL с алгоритмом маршрутизации транспорта на базе quantum для доставки в перегруженных городах мог сократить пробег до 10%.
- Примеры molecular research включают прогнозирование того, будут ли молекулы лекарств стабильными и свяжутся ли они с целью так, как задумано, построение 3D-форм небольших цепочек RNA и моделирование взаимодействия потенциальных противораковых препаратов с их мишенями.
Хотя quantum technologies способны изменить бизнес, эти пилоты не просты. Jordan Kenyon, senior quantum scientist в Booz Allen, говорит: «Эффективность технологии зависит не только от ее внутреннего потенциала, но и от внедрения. Реально добиться эффекта от quantum можно только тогда, когда technologists и mission experts работают вместе, чтобы определить, где и когда такие новые подходы заслуживают дальнейших инвестиций».
Подготовка к последствиям для безопасности
Безопасность — один из главных вопросов, поскольку те же вычислительные возможности quantum, которые применяются для изучения молекулярных взаимодействий, используются и для взлома шифрования данных. Переход на post-quantum cryptography (PQC) потребует значительного внедрения еще до Q-Day — момента, когда quantum computers смогут ломать существующие cryptographic algorithms. Этот переход может оказаться сложнее и дороже, чем исправление ошибок Y2K в конце 1990-х, которое оценивалось в $300–600 млрд.
Arjun Kudinoor, советник по quantum security в Protegrity, аспирант и NSF graduate research fellow в MIT Center for Theoretical Physics, говорит: «Для компаний сегодня самый важный шаг — не внедрение quantum hardware, а обновление public-key infrastructure до PQC. Хотя quantum-атаки, способные ломать шифрование с большими ключами, например RSA-2048, пока нереализуемы, данные, зашифрованные сейчас, в будущем могут оказаться уязвимыми».
Jimmy Mesta, сооснователь и CTO RAD Security, говорит, что злоумышленники уже крадут зашифрованные данные, рассчитывая расшифровать их позже с помощью quantum computing. «Компании должны начать выявлять долгоживущие секреты, такие как customer PII, sensitive IP и authentication keys, и готовить их к PQC. Защитники не знают, когда именно quantum computing сломает шифрование, но мы должны быть готовы к этому моменту», — говорит Mesta.
С чего начать
Первое, с чего должны начать руководители, инженеры и разработчики, — больше узнать о возможностях quantum computing, инфраструктуре, подходах к разработке и рисках безопасности.
Дефицит кадров в этой области уже заметен и должен беспокоить enterprise-руководителей, но для инженеров это шанс получить новые, очень востребованные навыки. Исследование McKinsey показало, что в 2025 году на каждую вакансию приходился только один квалифицированный quantum-кандидат на три открытые позиции, а заполнить удалось бы менее половины таких вакансий. В исследовании 2025 ISC2 Cybersecurity Workforce Study quantum computing занял последнее место среди самых нужных навыков, набрав только 17% отклика.
«Для большинства компаний quantum computing сегодня — это прежде всего обучение и подготовка, а не выполнение полезных нагрузок в большом масштабе», — говорит Jon France, CISO в ISC2. «Практический шаг — экспериментировать через cloud-based quantum services и начинать понимать, как эти системы смогут со временем встроиться в существующие IT-окружения, одновременно наращивая навыки и security mindset, которые понадобятся в будущем. Организации, которые воспринимают этот этап как взвешенное, практическое обучение уже сейчас, будут гораздо лучше подготовлены, когда quantum начнет приносить реальную бизнес-ценность».
Компании уже активно инвестируют в AI, включая AI agents, vibe coding, employee pilots и leadership learning. IT-руководителям, возможно, придется смотреть на инвестиции в quantum computing сразу с двух сторон: как на срочную задачу в области безопасности и как на возможность инвестировать в research and development.
«Наше понимание того, что возможно с quantum computing, продолжает меняться вместе с развитием hardware, error mitigation и теории», — говорит Bill Wisotsky, principal quantum systems architect в SAS Research and Development. «Организации могут сделать важный шаг уже сегодня, развивая интеллектуальную собственность, которая будет важна, когда технология quantum computing придет. Создавая сейчас сильные портфели патентов, публикаций и технической экспертизы, они будут лучше подготовлены к моменту, когда quantum computing достигнет зрелости».
Quantum computing вызывает большой ажиотаж, но не без оснований. Для инженеров он дает возможность освоить востребованные навыки в области безопасности, data engineering и вычислений. Для компаний это шанс понять, где и как решение масштабных вычислительных задач откроет новые бизнес-возможности и повысит эффективность. И всем бизнесам нужно готовиться к Q-Day.
Материал — перевод статьи с английского.