25 микросекунд против септиллиона лет: Китай создал машину из будущего

Технологическое развитие КНР ошеломляет. В последнее время Китай вырвался в лидеры фотонных квантовых вычислений с таким отрывом, что догнать его в ближайшие годы вряд ли сможет какое-либо другое государство. Он уверенно доминирует в сфере фотонных квантовых вычислений, регулярно обновляя мировые рекорды по «квантовому превосходству».

Китайский университет науки и технологий (USTC) представил фотонный квантовый процессор «Цзючжан 4.0» (Jiuzhang 4,0), который был создан под руководством Пань Цзяньвэя. Этот процессор решил алгоритмическую задачу гауссовского бозонного сэмплирования (Gaussian Boson Sampling, GBS) задача для фотонных квантовых компьютеров за 25 микросекунд. Задача заключается в моделировании распределения вероятностей на выходе квантовой оптической схемы, где на входе используются не одиночные фотоны, а квантово-сжатые состояния света.



Чтобы понять насколько невероятен этот прорыв, достаточно знать, что самому мощному классическому суперкомпьютеру El Capitan (находится в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (США), пиковая мощность достигает 2,74-2,82 экзафлопс (квадриллионов операций в секунду), построен на платформе HPE Cray с использованием более 11 миллионов процессорных и графических ядер (чипы AMD Instinct MI300A), стоит $600 млн) на те же вычисления по оптимальным алгоритмам потребовалось бы более 10⁴² лет (септиллион). Этот показатель в тысячи раз превышает предполагаемый возраст нашей Вселенной и соответствующий ускорению в 10⁵⁴ раза.

«Цзючжан 4.0» объединяет 1024 источника сжатого света в интерферометрической сети на 8176 мод и работает с 3050 фотонами одновременно. Это в 10 с лишним раз больше масштаба «Цзючжан 3.0», появившегося в октябре 2023 года с квантовым преимуществом 10¹⁶. Произошло общее повышение эффективности на 51% и на 92% на уровне источников, что привело к устранению основной слабости фотонных схем – потерь в оптических цепях.

В отличие от американских гигантов Google, IBM и Microsoft, опирающихся на сверхпроводящие кубитные платформы, китайские товарищи сделали ставку на фотоны, которые показывают меньшую декогеренцию (потери квантовой системой своей волновой природы) и лучшую масштабируемость при комнатной температуре. В результате Китай совершил качественный скачок, превращающий экспериментальный прототип в инструмент, готовый к расширению множества задач.

Стоит обратить внимание, что Пекин активно инвестировал в науку и разработки. За 2003-2022 годы Китай подал 37% всех патентов в квантовых технологиях в мире, опередив США, у которых 28%.

В 2025-2026 годах КНР стала абсолютным лидером в этом вопросе – около 60% всех патентов в квантовых технологиях в мире. Только вложения китайского государства в это дело превысило $15 млрд, что говорит о реализации существующей долговременной централизованной стратегии. И пока США развивают усилия в сверхпроводящих системах, Китай пришел к созданию программируемых фотонных процессоров, способных интегрироваться в гибридные архитектуры. Но технологическое соперничество двух сверхдержав на этом не закончится.