Кванттық физик Трамп кеңесіне неге енді — және бұл неге маңызды

RD media дайындады

2026 жылғы 25 наурызда Дональд Трамп АҚШ президентін ғылым және технология мәселелері бойынша кеңесіп отыратын орган — President's Council of Advisors on Science and Technology (PCAST) кеңесінің алғашқы 13 мүшесін тағайындады.

Тізімге Марк Цукерберг, Дженсен Хуанг, Сергей Брин, Ларри Эллисон, Лиза Су, Майкл Делл, Марк Андриссен және американдық технология индустриясының басқа да басшылары мен инвесторлары кірді.

Осы есімдердің ішінде бір атау ерекше көрінді — Джон Мартинис.

Физик, Санта-Барбарадағы Калифорния университетінің профессоры, Google-дің кванттық компьютерін жасаған архитекторлардың бірі әрі 2025 жылғы физика бойынша Нобель сыйлығының иегері.

PCAST-тың алғашқы тағайындалған 13 мүшесінің ішінде Мартинис жалғыз академиялық ғалым болды. Кейінірек, 30 маусымда, кеңеске Гарвардтан Авраам Лоэб пен MIT-тен Даниэла Рус қосылды, бірақ физиктің бастапқы құрамға енгізілуінің өзі көп нәрсені аңғартады.

Технологиялық күн тәртібін жасанды интеллект (ЖИ) айқындап тұрған кезде Ақ үйге неге дәл кванттық компьютер маманы қажет болды?

Жауап бүгінгі ЖИ модельдері арасындағы жарыстан әлдеқайда алыс жатқан сұраққа қатысты: адамзат он-жиырма жылдан кейін қандай машиналарда есептеу жүргізеді?

Кванттық физиканы технологияға қалай айналдырды

Алдымен Мартинис нақты қандай физиканы жұмыс істейтін технологияға айналдыруға көмектескенін түсінген жөн.

Қалыпты дүниеде объект қабырғадан өту үшін жеткілікті энергиясы болмаса, одан өте алмайды.

Кванттық дүниеде белгілі жағдайларда бөлшек энергетикалық кедергінің екінші жағында пайда бола алады. Бұл құбылыс кванттық туннельдену деп аталады.

1980-жылдары Джон Мартинис Джон Кларк пен Мишель Деворемен бірге асқын өткізгіш электр тізбектерін зерттеді.

Тәжірибелер мынаны көрсетті: кванттық эффектілерді жеке атомдар деңгейінде ғана емес, байқауға болады. Кванттық қасиетін макроскопиялық әдістермен байқауға жеткілікті үлкен электр тізбегі де кванттық жүйе ретінде әрекет ете алады.

Зерттеушілер электр тізбегінде макроскопиялық кванттық туннельденуді және энергияның кванттануын көрсетті.

Осы жұмысы үшін Кларк, Деворе және Мартинис 2025 жылғы физика бойынша Нобель сыйлығын алды.

Есептеу индустриясы үшін бұл тәжірибелердің мәні аса зор болды.

Осы саладағы зерттеулер бүгінде Google, IBM және басқа кванттық компьютер әзірлеушілері қолданатын асқын өткізгіш кубиттер технологиясының физикалық негіздерінің біріне айналды.

Мартинис іргелі тәжірибелерден нақты кванттық процессор жасауға дейінгі сирек кездесетін жолды өтті.

Зертханадан Google-ге дейін

2014 жылы Google Мартинис пен оның зерттеу тобын кванттық есептеулерді дамыту үшін тартты.

Бес жылдан кейін команда осы саланың тарихындағы ең танымал эксперименттердің бірін ұсынды.

Sycamore кванттық процессорында 54 асқын өткізгіш кубит болды, оның 53-і экспериментте пайдаланылды.

Машина алдына арнайы әзірленген тапсырма қойылды: күрделі кездейсоқ кванттық схеманың жұмыс нәтижелерінің үлгісін генерациялау.

Sycamore есептеуді шамамен 200 секундта орындады.

2019 жылы қазанда Nature журналында жарияланған мақалада Google командасы сол кездегі классикалық суперкомпьютерге ұқсас есептеу үшін шамамен 10 мың жыл қажет болатынын бағалады.

Осылайша quantum supremacy — кванттық үстемдіктің ең көрнекті дәлелдемелерінің бірі пайда болды.

Бірақ 10 мың жыл деген санды түпкілікті белгіленген деп қабылдауға болмайды.

IBM Google-дің бағасына дереу дерлік қарсы шықты. Оның зерттеушілері есептеулерді басқаша ұйымдастырған жағдайда Summit суперкомпьютерінің ұқсас тапсырманы теориялық тұрғыда шамамен 2,5 күнде шешуі мүмкін екенін көрсетті.

Дау нәтиженің өзін жоққа шығармады.

Sycamore кванттық компьютерлердің барлық есептеулерде классикалық компьютерлерден жылдам болғанын дәлелдемеді. Оның үстіне, қолданылған тапсырманың дербес практикалық құндылығы дерлік болмады.

Эксперимент мынаны көрсетті: кванттық процессорлар ауқымды деңгейге жетті, бұл деңгейде ірі классикалық жүйелермен салыстыру тек теориялық мәселе болудан қалды.

Мартинис осы жұмыстың негізгі жетекшілерінің бірі болды.

GPU-дан кванттық компьютердің айырмашылығы неде

Соңғы кездері жасанды интеллектке (ЖИ) деген қызығушылықтың артуы есептеу инфрақұрылымының дамуына серпін берді.

Ірі ЖИ-модельдерге GPU, жады, дата-орталықтар және электр қуаты күн сайын көбірек қажет болып келеді. Осының негізінде Nvidia өсті, ал есептеу қуатына қол жеткізу мемлекеттердің бәсекеге қабілеттілік мәселесіне айналды.

Кванттық компьютер басқа логика бойынша дамып келеді.

Әдеттегі компьютер биттермен жұмыс істейді — 0 немесе 1 күйінде.

Кванттық компьютер кубиттерді пайдаланады. Олар суперпозицияны, кванттық шатасуды және интерференцияны қолдануға мүмкіндік береді.

Бұл кванттық машинаны CPU немесе GPU-дің әмбебап алмастырушысына айналдырмайды.

Оның артықшылығы белгілі бір есеп түрлерінде көрінеді. Мұндай есептерде кванттық қасиеттер есептеуді классикалық компьютерден өзгеше ұйымдастыруға мүмкіндік береді.

Ықтимал қолдану аймақтарына мыналар жатады: молекулалар мен материалдарды модельдеу, кванттық химия, жекелеген оптимизация есептері, криптография.

Әмбебап пайдалы кванттық компьютерге дейін бірқатар инженерлік мәселе шешілуі керек: кубиттер санын ауқымды деңгейде арттыру, қателерді азайту, логикалық кубиттер жасау, қателерді толық түзету жүзеге асыру.

Мартинис өзі 2026 жылғы шілдеде әмбебап кванттық компьютердің пайда болу мерзімін шамамен 5–10 жыл деп бағалады.

Оның бағасы бойынша, мұндай машинаға шамамен 100 мың — 1 миллион физикалық кубит қажет болады. Қазіргі жүйелер бұдан әлдеқайда кіші. Бағалау физикалық және логикалық кубиттерді бөліп қарамайды — ақауға төзімді есептеу үшін логикалық кубиттер физикалық кубиттерден әлдеқайда аз қажет, бірақ қателерді түзету дәл физикалық кубиттердің артықтығына негізделеді. Осыдан болжам орнықты факт емес, оптимистік болжам ретінде қалады.

Сонымен қатар Мартинис тағы бір мәселеге назар аударады: классикалық есептеу жылдам дамуын жалғастырып келеді.

GPU қуаттылығы артып келеді, алгоритмдер жетілдіріледі, суперкомпьютерлер жылдамдайды.

Сондықтан кванттық әзірлеушілер үшін мақсат тұрақты емес: классикалық компьютерлер кванттық жүйелердің дамуымен қатар өз қуатын арттырып келеді.

Криптография: әлі жоқ технологиямен жарыс

Ақ үй үшін кванттық есептеулердің тағы бір өлшемі бар — ұлттық қауіпсіздік.

Қазіргі цифрлық инфрақұрылым көбіне ашық кілтті криптографияға негізделеді.

Жеткілікті қуатты, ақаутөзімді кванттық компьютер теория жүзінде Шор алгоритмін қолдана алады. Бұл алгоритм RSA мен эллиптикалық қисықтар криптографиясы — ECC негізіндегі күрделі математикалық есептерді тиімді шешеді.

Бұл технологиялар интернет-байланыста, қаржы жүйелерінде, мемлекеттік желілерде және аппараттық қорғанышта қолданылады.

Мұндай кванттық компьютер әзірге жоқ.

Бірақ инфрақұрылымды қорғауды бастау үшін оның пайда болуын күту кеш болады.

Банктерді, телекоммуникация желілерін, мемлекеттік ақпараттық жүйелер мен миллиондаған құрылғыларды постквантты алгоритмдерге көшіру жылдарға созылуы мүмкін.

Сол себепті АҚШ постквантты криптографияны стандарттап жатыр — бұл болашақ кванттық шабуылдарға қарсы тұруға арналған криптография.

Мартинис бұған ерекше назар аударады.

2026 жылғы шілдедегі сұхбатында ол қуатты әрі әмбебап кванттық компьютердің пайда болуы туралы болжамын RSA мен ECC-ні бұзу мүмкіндігімен байланыстырды. Сонымен қатар интернет-инфрақұрылымды осы өтуге алдын ала дайындауға шақырды.

Бұл кванттық есептеулерді ғылыми эксперименттен технологиялық саясат мәселесіне айналдырады.

Мартинис Трамп кеңесіне неге енді

PCAST-тың алғашқы тағайындаулары Ақ үйдің технологиялық бәсекелестікті қаншалықты кең түсінетінін көрсетеді.

Дженсен Хуанг Nvidia компаниясын білдіреді — бұл жасанды интеллекттің қазіргі даму кезеңіндегі негізгі есептеу инфрақұрылымы.

Лиза Су AMD-ті басқарады — ол процессорлардың ірі өндірушілерінің бірі.

Марк Цукерберг мен Сергей Брин ЖИ дамуының орталығында тұрған компанияларға қатысты.

Ларри Эллисон мен Сафра Кац Oracle компаниясы мен бұлтты инфрақұрылымды білдіреді.

Майкл Делл — есептеу жабдықтары саласын білдіреді.

Кеңес құрамына атом және термоядролық энергетикамен айналысатын компаниялардың басшылары да енді.

Мартинис бұл құрамда ерекше орын алады.

Ол қазіргі LLM бәсекесінен әлдеқайда алыс горизонтты білдіреді: есептеу архитектурасының келесі буынын.

Бүгінде АҚШ ЖИ үшін жеткілікті чип, дата-орталық және энергия қайдан алатынын шешіп жатыр.

Сонымен қатар келесі сұрақ туындайды: есептеу архитектурасының өзі өзгерсе, не болады?

ЖИ-ден есептеу үшін күреске қарай

АҚШ пен Қытай арасындағы технологиялық бәсекелестік ЖИ моделі үшін жарыс болудан баяғыда қалды.

Ол бүкіл инфрақұрылымды қамтиды:

жартылай өткізгіштер → дата-орталықтар → энергия → жасанды интеллект → кванттық есептеулер → криптография.

Осы тізбектің бір деңгейіндегі артықшылық қалғандарының бәсекеге қабілеттілігіне жиірек әсер етеді.

Сол себепті ірі технологиялық компаниялар басшылары арасында кванттық физиктің пайда болуы бірінші қарағанда көрінетінден гөрі заңдылыққа сай.

Хуанг пен PCAST-тың басқа мүшелері қазіргі ЖИ революциясы құрылып жатқан машинаны жақсы біледі.

Мартинис келесі есептеу дәуірінің машинасы қандай болатыны туралы мәселемен айналысады.

2019 жылы оның командасы классикалық және кванттық есептеулер арасындағы шекараны эксперимент арқылы кесіп өтуге болатынын бір рет көрсетті.

Компьютер ішіндегі кванттық физика қазірдің өзінде жұмыс істейді — бұл эксперимент арқылы дәлелденді.

Бірақ бұл әсерді классикалық компьютерлер дамуынан жылдамырақ толыққанды технологияға ауқымды деңгейде жеткізу — шешімі әлі көрінбейтін тапсырма.

Мартинистің 5–10 жылдық горизонт туралы болжамы шындыққа жақын болса, Ақ үйге бұл мәселені түсіну алғашқы шынайы әмбебап кванттық компьютер пайда болғанға дейін әлдеқайда ертерек қажет болады.

Дереккөздер: White House — PCAST құрамы; Nobel Prize — John Martinis 2025; Nature — Sycamore эксперименті; Forschungszentrum Jülich — Мартинистің сұхбаты, 2026 жылғы шілде