„Emerge“ 2025 metų technologijų tendencija: kvantinė kompiuterija nustojo būti foniniu triukšmu

Kai rugsėjį Caltech mokslininkai paspaudė savo naują neutralių atomų kvantinę masyvą, kvantinė mašina peržengė slenkstį, kurį daugelis mokslininkų manė, kad liko daug metų. Pirmą kartą mokslininkai sėkmingai sulaikė 6 100 atominių kubitų vienoje sistemoje ir išlaikė darną taip, kad kvantinė aparatinė įranga išstūmė į „žaislų demonstravimo“ etapą.

Tai, kas nutiko toje laboratorijoje, reiškė, kad didelio masto, klaidų taisyta kvantinė aparatūra nebėra tolimas siekis, o patikima galimybė. O skaitmeninėms valiutoms, tokioms kaip Bitcoin, kurių saugumas priklauso nuo dešimtmečius laikomos saugios kriptografijos, tai rodo, kad tyliai spartėjanti kvantinių kompiuterių keliama grėsmė dabar ima matytis.

Grėsmė nėra neišvengiama, tačiau prisitaikymo langas yra ribotas. Štai kodėl „Emerge“ kvantinio skaičiavimo pažangą ir kriptovaliutų nepasirengimą laikome mūsų metų technikos tendencija.

„Dabar matome kelią į didelius kvantinius kompiuterius, ištaisytus klaidų. Statybos blokai yra vietoje“, – sakoma vyriausiojo tyrėjo Manuelio Endreso pranešime.

Daugelį metų standartinis kriptografų patogumas buvo tas, kad kvantiniai kompiuteriai išliko per daug triukšmingi, per trapūs ir per daug nesubrendę, kad būtų svarbūs kriptografijai. 2025 metais ši pozicija susilpnėjo. Kelialapiai sugriežtinti. Patobulintas klaidų taisymas. Ir kelios laboratorijos davė rezultatų, dėl kurių gedimams atsparios mašinos atrodė kaip klausimas kada, o ne ar.

Kas pasikeitė laboratorijose

Vadinamosios „neutralių atomų sistemos“ naudoja elektrai neutralius atomus kaip kubitus, sulaikydami atskirus atomus fiksuotose padėtyse lazeriais, kad kiekviena galėtų saugoti ir manipuliuoti kvantine informacija. „Koherencija“ matuoja, kiek laiko tie kubitai išlieka tinkamoje kvantinėje būsenoje, kol triukšmas juos sunaikina. Abu tapo pagrindiniais 2025 m., kai sritis nuo laboratorijų demonstravimo perėjo prie architektūrų, sukurtų pagal mastelį.

Norint suprasti 2025 m. naudą, reikia suprasti, kas sustabdė kvantines sistemas. Kubitai (kvantiniai bitai) lengvai praranda savo kvantinę būseną, o jų mastelio keitimas dažnai sustiprina šį nestabilumą. Šiais metais kelios sistemos elgėsi skirtingai.

„Google“, IBM ir „Caltech“ pranešė apie pažangą 2025 m., dėl kurių susiaurino gedimams atsparių kvantinių mašinų naudojimo laiką. „Google“ 105 kubitų „Willow“ procesorius staigiai sumažino klaidų lygį, o spalį bendrovė teigė, kad jos „Quantum Echoes“ etalonas veikė maždaug 13 000 kartų greičiau nei pirmaujantys superkompiuteriai. Rezultatai parodė, kad stabilius loginius kubitus galima pasiekti naudojant daug mažiau fizinių kubitų, nei ilgai buvo manoma, kad tūkstantis su vienu.

IBM patobulino vaizdą kitu kampu. Jos „Cat“ šeimos procesoriai demonstravo 120 kubitų įsipainiojimą ir išplėstą darną, o birželį išleistas Starling planas buvo skirtas 200 klaidų ištaisytų kubitų iki 2029 m., palaikant 100 mln. kvantinių vartų. Atskiros pastangos su AMD parodė, kad standartinė FPGA aparatinė įranga gali paleisti klaidų taisymo logiką dešimt kartų greičiau nei reikalaujama, todėl taisymas realiuoju laiku priartėja prie praktinio naudojimo.

„Caltech“ rugsėjį padidino mastą per tai, ką mokslininkai apibūdino kaip didžiausią pasaulyje neutralių atomų sistemą, sulaikančią 6 100 cezio atomų kubitų pavidalu, 13 sekundžių demonstruodama nuoseklumą 99,98 % veikimo tikslumu. Kartu rezultatai parodė platesnį poslinkį: tuo pačiu metu pagerėjo kubitų kokybė, kontrolė ir mastelio keitimo efektyvumas, todėl sugriežtėjo lūkesčiai, kada gali atsirasti tinkami loginiai kubitai, o kartu ir patikimos grėsmės Bitcoin parašo schemai.

Erikas Garcellas, „Classiq“ kvantinių įmonių plėtros direktorius, teigė, kad reikšmingesnis pokytis yra kintantis fizinių ir loginių kubitų santykis. „Tendencija siekia kelis šimtus prieš vieną“, – sakė jis Iššifruotistaigus pagerėjimas, palyginti su ankstesniais skaičiavimais, kuriems prireikė tūkstančių. „Daugelis pramonės dėmesio 2025 m. buvo nukreiptas į klaidų taisymą.

Kubitai žlunga veikiant aplinkai, o tai riboja, kiek laiko jie gali išlikti nuoseklūs. Čia atsiranda klaidų taisymas. Klaidų taisymas veikia dubliuojant kubito būseną daugelyje fizinių kubitų, todėl sistemai suteikiama pakankamai perteklumo, kad būtų galima pastebėti, kai triukšmas nukrypsta nuo kurso, ir automatiškai jį ištaisyti. Be jo kubitai suyra per greitai, kad būtų galima atlikti prasmingus skaičiavimus.

Visoje srityje mokslininkai sakė tą patį: mašinos ne tik auga; jie elgiasi.

Bitcoin skaito kambarį

Nors šiandien egzistuojančios mašinos Bitcoin nekelia pavojaus, tai, kas pasikeitė 2025 m., buvo pokalbio apie rytdieną tonas.

Jamesonas Loppas, 2018 m. įkūręs „Casa“, siekdamas pateikti įrankius, leidžiančius žmonėms saugoti ir apsaugoti savo „Bitcoin“, teigė, kad rizika tebėra toli.

„Ar tinklas gali būti paruoštas laiku, ar ne, galiausiai priklauso nuo to, kaip greitai įvyksta pažanga kvantinėje kompiuterijoje“, – sakė Loppas. Iššifruoti. „Mums labai trūksta kriptografiškai tinkamo kvantinio kompiuterio. Turime įvykti daug didelių proveržių, kad tai iš tikrųjų sukeltų grėsmę Bitcoin”.

Nepaisant to, „Bitcoin“ turi susidoroti su apribojimu, kurio negali kitos blokų grandinės, tokios kaip „Ethereum“ ar „Zcash“: koordinavimas. Perėjimas prie kvantiškai saugaus parašo schemos reikalauja, kad kalnakasiai, piniginės kūrėjai, biržos ir milijonai vartotojų vienu metu judėtų.

„Aš tikrai nematau, kad visas procesas vyktų per trumpesnį nei penkerių metų laikotarpį“, – sakė Loppas. „Kai turite milijonus ir milijonus atskirų veikėjų, prašyti jų koordinuoti, kad būtų atlikti pokyčiai, tampa praktiškai neįmanoma.

Ko ekspertai tikisi toliau

Kvantinė rizika dažnai įsivaizduojama kaip staigus momentas, kai mašinos tampa pavojingos. Tyrėjai teigia, kad realybė atrodys laipsniškesnė.

Ethanas Heilmanas, MIT skaitmeninės valiutos iniciatyvos mokslinis bendradarbis ir Bitcoin BIP-360 pokvantinio pasiūlymo bendraautoris, teigė, kad patobulinimai kaupiasi laikui bėgant. „Matysime nuolydžius, kai jis stiprės ir stiprės“, – sakė jis Iššifruoti.

Jis dirba iš ilgo horizonto. Daugelis jo vartotojų Bitcoin jau traktuoja kaip kelių kartų turtą. „Jei žmonės bitkoiną traktuoja kaip taupomąją sąskaitą – ką jie gali užrakinti šimtmečiui ir tikėtis, kad jų vaikai pasveiks – tada protokolas turėtų būti sukurtas taip, kad atlaikytų tą laiką“, – sakė jis.

Heilmanas tikisi, kad Bitcoin prisitaikys. Tačiau jis pažymėjo, kad rinkos į sąstingį reaguoja anksčiau nei į riziką. „Tai, kiek Bitcoin nepaiso šios grėsmės, gali sukelti spaudimą kainai“, – sakė jis.

Anot jo, sričiai mažiau rūpi datos, o ne progreso kryptis.

„Matysime nuolatinę pažangą, bet man atrodo mažai tikėtina, kad per metus iš anglimi varomo traukinio į „Concorde“ važiuosiu“, – sakė jis. „Manau, kad tai įvyks, bet manau, kad pamatysime etapus.

Kaip greitai kvantiniai kompiuteriai gali ten patekti

Alexas Shihas, Q-CTRL produktų vadovas, teigė, kad kvantinė rizika tampa reikšminga tik tada, kai mašinos gali paleisti didelius, klaidų taisomus algoritmus.

„Jei yra pakankamai didelis kvantinio kompiuterio išteklius, taip, teoriškai, jis gali pažeisti šiandieninį RSA šifravimą“, – sakė jis. Iššifruoti. „Tačiau iki to taško dar reikia metų. Optimistiškai žiūrint, gal 2030-ųjų vidurys.”

Ankstyvosios gedimams atsparios mašinos iš karto nesukels pavojaus esamai kriptografijai. Jie išplės kvantinių kompiuterių algoritmų tipus, kuriuos gali realiai išbandyti, nes gerėja patikimumas.

Shihas nurodė susiskaidymą kaip iššūkį, lėtinantį lauką. „Sąveika vis dar yra pagrindinis trinties taškas“, – sakė jis. „Kiekvienas pardavėjas išleidžia skirtingas specifikacijas ir sistemas, o galutiniam vartotojui paliekama, kad viskas veiktų kartu.

Net ir su šiomis kliūtimis 2025 m. išaiškėjo pagreitis. IBM pasiekė savo veiksmų plano etapus. „Google“ mastelio keitimo elgsena atitiko lūkesčius. „Caltech“ užtikrino tokio dydžio stabilumą, kokio laukas niekada nebuvo pasiekęs.

Kartu šie rezultatai tyrėjams suteikė aiškesnį supratimą, kaip gali susiklostyti kitas dešimtmetis.

2025 m. paėmimas ir laukiame

Kvantinė kompiuterija šiais metais nekėlė grėsmės Bitcoin, tačiau pašalino dviprasmiškumą.

Tyrėjai drąsiau kalbėjo apie terminus. Kitų pramonės šakų kūrėjai pradėjo koreguoti ilgalaikius planus. „Bitcoin“ ekosistema, kuri retai peržiūri savo kriptografinius pagrindus be išorinio spaudimo, 2025 m. pradėjo diskusiją naujai rimtai.

Iki metų pabaigos diskusijos nebuvo apie tai, ar kvantai bus svarbūs. Tai buvo maždaug tada, kai jo poveikis tapo neišvengiamas.