Несколько месяцев назад Китай и ЮАР связала самая длинная в мире линия квантовой связи. В практическом смысле это ключевой шаг к созданию глобальной квантовой сети, исключающей возможность взлома передаваемой информации. В символическом – доказательство потенциала сотрудничества стран БРИКС в одной из самых перспективных технологических областей – квантовых вычислениях. Этот глобальный рынок только формируется, и сообща страны БРИКС могут занять на нем до 25%, в том числе благодаря сильным позициям России в начавшейся «квантовой гонке», уверяет Сергей Сурков.
Перспективы, которые открывает создание квантовых компьютеров, стимулируют многие страны и крупные корпорации к инвестициям в развитие этого направления. По всему миру открываются квантовые центры, а рецензируемые научные журналы регулярно публикуют материалы на эту тему. Практическое применение квантового компьютера приведет к прогрессу, сравнимому с переходом от ламповых компьютеров к полупроводниковым или от проводной связи к мобильной.
Рынок квантовых вычислений в мире пока только формируется. К 2040 году при благоприятном сценарии его размер составит порядка 131 млрд долларов, подсчитали эксперты McKinsey (отчет Digital. Quantum Technology Monitor, июнь 2025). Страны БРИКС в совокупности претендуют на то, чтобы занять порядка 20–25% мирового рынка квантовых вычислений. Доля России при наиболее благоприятном развитии событий составит до 6%, говорится в проведенном «Рексофт Консалтинг» исследовании «Квантовые вычисления: взгляд в будущее».
В статье мы сфокусируемся именно на проектах по созданию квантовых компьютеров и рынке квантовых вычислений. За скобками останутся темы, связанные с квантовыми коммуникациями (технологией распределения криптографических ключей, основанной на законах квантовой механики, характеризующейся принципиальной невозможностью взлома) и квантовыми сенсорами (высокоточными измерительными приборами, основанными на квантовых эффектах). Эти направления требуют отдельного рассмотрения.
Квантовый компьютер позволяет за очень короткое время выполнять огромный объем вычислений – на несколько порядков больше, чем это делают современные суперкомпьютеры. С практической точки зрения бизнесу это дает возможность решать задачи по оптимизации и моделированию в материаловедении, химии, медицине и фармацевтике, финансовой отрасли, нефтегазовой и горнодобывающей промышленности, логистике. Открываются новые возможности производственного планирования в крупных промышленных компаниях.
Так, например, квантовый компьютер позволит создавать вещества с заданными свойствами: в фармацевтике – новые лекарства, в химии – катализаторы. В логистике он позволит находить оптимальный маршрут. Кроме того, он может быть использован для ускорения обучения искусственного интеллекта, в частности языковых моделей. С развитием квантовых вычислений могут появиться принципиально новые задачи, которые пока еще даже невозможно сформулировать.
45–131 млрд долларов – такова оценка рынка квантовых вычислений к 2040 году в зависимости от сценария.
Источник: McKinsey Digital, Quantum Technology Monitor, июнь 2025
Квантовый компьютер оперирует базовой единицей информации – квантовыми битами (или кубитами), аналогично битам в классических компьютерах. Однако в отличие от обычного бита, который может быть равен только 0 или 1, кубит существует в квантовой суперпозиции, то есть одновременно в состояниях 0 и 1 с определенной вероятностью. Это позволяет квантовым компьютерам обрабатывать информацию принципиально иначе и решать ряд задач экспоненциально быстрее обычных компьютеров.
Для практической реализации данной концепции в мире существуют несколько технологических платформ: сверхпроводники, нейтральные атомы, ионные ловушки, фотоны, а также кремниевые кубиты и др. Пока нельзя однозначно сказать, какая из них станет основной. Более того, вполне вероятно, что в будущем для решения разного типа задач будут оптимальны разные платформы. Поэтому на современном этапе развития квантовых вычислительных машин важен прогресс по всем основным направлениям.
Традиционно лидеры в создании и совершенствовании квантовых компьютеров – крупные зарубежные компании, например IBM, Google, Rigetti, QC Ware (все – из США), канадские Xanadu и D-Wave, англо-американская Quantinuum и другие. Они не только владеют вычислительными мощностями, но и применяют их на практике в сотрудничестве с партнерами. Так, Mercedes-Benz использует квантовый компьютер IBM для моделирования процессов внутри аккумулятора. Ожидается, что это позволит создать батареи нового поколения – более вместительные и безопасные. Другой пример – сотрудничество JPMorgan Chase с компанией QC Ware для обучения моделей «глубокому хеджированию» – подходу, основанному на искусственном интеллекте и используемому для снижения рисков и установления цен на производные финансовые инструменты.
Среди стран БРИКС квантовый компьютер создан в России, Китае и Индии. Лидером же по показателю числа кубит является Китай, который в 2025 году представил сверхпроводниковый квантовый компьютер Zuchongzhi-3 со 105 кубитами и периодически оспаривает лидерство в этой сфере у крупнейших западных корпораций-разработчиков. Число кубит представляет собой потенциал, но не гарантию производительности. Еще одним важным фактором является точность операций, и сравнивать машины следует по двум этим показателям.
В России осенью 2024 года глава «Росатома» объявил о создании 50-кубитного ионного квантового компьютера, а в планах запуск еще более мощных проектов. В Индии в 2025 году стартап QPiAI-Indus запустили 25-кубитный сверхпроводниковый квантовый компьютер. Разработки ведутся и в ОАЭ.
Стоимость создания квантового компьютера «с нуля» оценивается в сотни миллионов долларов. Поэтому не все входящие в БРИКС государства могут позволить себе такие проекты. Однако страны объединения в той или иной степени стараются участвовать в международных проектах, связанных с квантовыми технологиями. Например, ЮАР совместно с Китаем с помощью микроспутника и портативных наземных станций создали самую длинную в мире линию квантовой связи – почти 13 тыс. км – и обменялись данными, используя общий шифровальный ключ. По сути, это ключевой шаг к созданию глобальной квантовой сети, исключающей возможность взлома.
Отдельно необходимо отметить, что сильной стороной России в «квантовом соревновании» является наличие собственных квантовых компьютеров, работающих на всех четырех основных платформах, перечисленных выше. Над процессорами на ионах трудятся ученые из РКЦ и ФИАН, сверхпроводниковыми процессорами занимаются в МИСиС и МФТИ, а в МГУ работают над процессорами на фотонах и на нейтральных атомах.
Помимо высокой стоимости, квантовый компьютер требует постоянного сопровождения квалифицированным и дорогостоящим персоналом, что на сегодняшний день делает нецелесообразным его приобретение в собственность потенциальными потребителями – прежде всего крупными компаниями. Спрос на услуги квантовых вычислений может быть удовлетворен с помощью механизма предоставления вычислительных мощностей потребителям через облачный сервис (QааS – Quantum as a Service), доступный по запросу.
Подобные сервисы, которые могут функционировать в рамках БРИКС, позволят обеспечить всем странам-участницам беспрепятственный доступ к квантовым вычислениям и одновременно «квантовый суверенитет» в рамках объединения. Это поможет организациям и компаниям на практике реализовать те возможности, которые дает новая технология, и не зависеть от политики западных стран и компаний – владельцев вычислительных ресурсов. В России уже сегодня можно воспользоваться подобной услугой, но пока не на реальном квантовом компьютере, а на эмуляторах, которые в пределе могут достигать мощности, эквивалентной 34 кубитам (что очень неплохо для эмулятора).
Распространенность QaaS как облачного сервиса в рамках межгосударственного объединения позволит создать и сохранить «квантовый суверенитет» для всех стран – членов БРИКС, в том числе и для тех, у кого нет собственного квантового компьютера. Это даст возможность странам объединения в будущем улучшить свою конкурентную позицию на международных рынках. Наличие глубокой экспертизы во всех основных платформах для создания квантового компьютера делает Россию ключевым партнером для реализации совместных проектов со странами БРИКС, планирующими развивать это направление.
Новые материалы для автомобилей и самолетов, лекарства от ранее неизлечимых болезней, мгновенная оптимизация сотен различных параметров – все это ожидают от квантового компьютера уже в ближайшее десятилетие.
Моделирование молекул и биохимических процессов позволяет точно прогнозировать взаимодействие веществ, значительно ускоряя разработку новых лекарств. Это может привести к существенному сокращению затрат и сроков клинических исследований.
Поиск эффективных катализаторов и оптимизация химических реакций с помощью квантовых симуляций. Решение задач утилизации вредных отходов и разработки альтернатив углеводородам.
Квантовые алгоритмы используются для: оптимизации инвестиционных портфелей, управления рисками и быстрой обработки больших массивов данных. Возможности квантовых вычислений особенно ценны в условиях волатильных рынков и высокочастотной торговли.
Квантовые компьютеры могут ускорить обучение моделей и обрабатывать массивы данных нестандартными способами. Это актуально при анализе «тяжелых» данных, например видео и медицинских изображений.
Квантовые компьютеры способны взламывать традиционные криптографические методы, что требует перехода к постквантовой защите. В то же время квантовые генераторы случайных чисел позволяют строить коммуникационные каналы, устойчивые к взлому.
Квантовые симуляции позволяют разрабатывать новые материалы для аккумуляторов и солнечных панелей.
Квантовая оптимизация маршрутов (в реальном времени) может повысить эффективность перевозок, снизить затраты топлива и выбросы.
