Продолжаются мероприятия, связанные со 100-летием квантовой механики. На прошлой неделе в Гёттингенском университете, в сердце германской науки, где квантовая механика в нынешншем виде и была создана, университете Гейзенберга, Гильберта, фон Неймана, Борна, Йордана (а до этого - Гаусса, Римана) и многих других, прошла конференция по квантовой физике.

В том числе была промышленная секция, посвященная развитию квантовых технологий. Выкладываю слайды весьма информативного пленарного доклада промышленной секции, находящиеся в публичном доступе. Лаконичная информация о текущем состоянии по количествам физических и логических кубитов, точности выполнения операций и т.д., прогнозы на ближайшие годы (стр. 8-9), текущие вызовы.

Некоторые аббревиатуры и понятия:
FTQC - fault-tolerant quantum computation - помехоустойчивые квантовые вычисления,
NISQ - noisy intermediate-scale quantum (computation) - зашумленные (т.е. непомехоустойчивые) квантовые вычисления среднего масштаба,
QEC - quantum error correction - квантовое исправление ошибок,
QPU - quantum processing unit - квантовый процессор,
QOPS - quantum operations - количество квантовых операций (аналог понятий типа FLOPS в классической информатике),
fidelity и infidelity - соответственно точность и неточность воспроизведения (квантовых состояний). Fidelity=1 соответствует идеальной точности, единица минус fidelity (т.е. сколько остаётся до идеальной точности) - это infidelity. Популярно представление, что для помехоустойчивых квантовых вычислений необходимо достичь fidelity "четыре девятки", т.е. 0,9999, или 99,99%, и, что важно, уметь это масштабировать. В начале стр. 4 говорится о достижении 99,9%. На стр. 9 приведен двухмерный график: неточность против количества кубитов на процессоре, т.к. управлять каждым отдельным кубитом с высокой точностью сложнее, если их на процессоре много.

Комментариии к некоторым другим слайдам:
Стр. 10: большие сроки изготовления квантовых чипов замедляют прогресс, хорошо бы производить быстрее.
Стр. 12: "развилки" того, что можно улучшать и по какому пути двигаться. Например, развивать электронику при комнатной или при криогенной температуре, масштабирование квантовых процессоров (т.е. увеличивать количество кубитов на одном процессоре) или делать ставку на параллельные вычисления на нескольких взаимосвязанных процессорах и т.п.
Стр. 13: энергетический аспект, о чем я писал выше, сравнение энергозатрат квантовых процессоров (зеленые) и суперкомпьютеров (серые).
Стр. 14: подчеркивается, что теоретические концепты типа "экспоненциального" или "полиномиального" квантового ускорения не обязательно имеют непосредственный практический смысл, потому что это про случай бесконечно больших размерностей задач. Но важно сравнение работы разных алгоритмах на реальных размерностях.