Меняем кванты на деньги

События последних двух-трех лет в исследованиях квантовых вычислений приблизили момент, когда из экспериментов кванты станут коммерческой технологией. По оценкам BCG, до 2030 года соревнование пяти основных технологий выявит лидера, а после 2025 года операционные доходы компаний, реализующих квантовые вычисления, станут сопоставимы с ранее сделанными на этом рынке инвестициями. Криптография — не главное для квантовых вычислений, сейчас их ценность просматривается в логистике, фармацевтике, рекламе и на финансовом рынке — в РФ он, как ожидается, будет основным бенефициаром технологии.

Публикуемый сегодня обзор The Boston Consulting Group (BCG) посвящен перспективам коммерческого использования квантовых вычислений — он основан на экспертизе BCG и данных ее бизнес-партнеров, в том числе Goldman Sachs, и основных исследовательских групп. Основное сообщение BCG в обзоре с «говорящим» названием «Что произойдет, когда в квантовых вычислениях перейдут от "если" к "когда"?» — в том, что ковидная реальность последних лет может оставить незамеченными значительные изменения в этой сфере 2019-го и особенно 2020 года, а сам этот переход уже происходит.

BCG фиксирует резкий рост инвестиций в отрасль после 2018 года (до этого времени — $607 млн, после — $1,15 млрд) и изменение их структуры: в 2020 году вложения в оборудование составили около 70% финансирования.

Речь, предположительно, идет о том, что основные игроки на будущем рынке определились, сейчас конкурируют пять имеющихся технологий-прототипов, и к 2023–2025 годам можно будет говорить о первой версии коммерческих технологий, а продукт (вычисления) создаст операционные доходы для конечных пользователей в размере $5–10 млрд при рентабельности поставщиков услуг.

В представлении бизнеса квантовые вычисления — это достаточно узкая сфера вычислений (обработка разреженных матриц), где квантовые компьютеры будут заведомо эффективнее альтернативных технологий. Сейчас известны четыре вида задач, в которых кванты дают на порядки лучшие результаты: это криптография, машинное обучение, оптимизация и имитационное моделирование. Криптография, ориентированная в основном на госрынок (и воспринимаемая обществом как главное применение квантов), по оценкам BCG, является, видимо, самой узкой группой задач с потенциалом дополнительной стоимости в $40–80 млрд. Имитационное моделирование — в разы больший рынок для квантов ($175–330 млрд новой стоимости), главным выгодоприобретателем здесь предполагается фармацевтика (сопоставимо с криптографией). Чуть меньше стоимости квантовые вычисления создадут в машинном обучении ($110–210 млрд), причем максимум приходится на поиск и рекламу ($50–100 млрд), тогда как в ряде вариантов для автопрома кванты могут не дать ничего — в отличие от аэрокосмической промышленности, где оптимизация маршрутов полетов может создать стоимость в $20–40 млрд. Львиную же долю общей стоимости ($110–210 млрд) оптимизация может дать логистике и транспорту, меньше — финансам: для них важнее имитационное моделирование.

По словам партнера BCG Вадима Пестуна, в России основным бенефициаром появления квантовых вычислений как технологии предполагается финрынок. Пока же, исходя из основных вложений в этой сфере, в квантах заинтересованы производители материалов, аэрокосмическая отрасль и ВПК.

По оценке BCG, судя по состоянию дел у поставщиков оборудования, пользователи сейчас более всего верят в технологии квантовых вычислений на сверхпроводниках (проекты IBM и Google, 61%), чуть более трети опрошенных считают перспективной технологию ионных ловушек (Honeywell, IonQ) и фотонику (PsiQuantum, Xanadu), в разрабатываемую Intel и SQC технологию квантовых точек верят 26%, на технологию квантовых вычислений на холодных атомах (ColdQuanta, Pasqal) готовы что-то ставить 14%. Пока нет уверенных предположений о позициях потенциальных поставщиков программного обеспечения для квантовых вычислений. Предполагается, что в 2022–2030 годах ключевым для них будет разработка технологии устранения ошибок в шумных средних по размеру системах квантовых вычислений (до 1 млн кубит, текущие прототипы — десятки кубит), над ней, в частности, работает Google, обещая результат к 2029 году. Примерно к этому рубежу кванты начнут переход от венчурных проектов к коммерческим продуктам — это сильно раньше, чем предполагали до 2018 года.

За последние недели в области квантовых компьютерных технологий произошло сразу несколько событий, которые, по мнению экспертов, значительно приближают массовое коммерческое использование квантовых компьютеров.