Το αμερικανικό Υπουργείο Ενέργειας ανακοίνωσε ότι σκοπεύει να παραδώσει την πρώτη γενιά fault-tolerant κβαντικών υπολογιστών μέσα στα επόμενα τρία χρόνια. Πρόκειται για έναν στόχο που πολλοί στον κλάδο θεωρούν εξαιρετικά τολμηρό — αλλά όχι αδύνατο.
Οι κβαντικοί υπολογιστές υπάρχουν εδώ και χρόνια, αλλά παραμένουν ακόμα μακριά από το να είναι πραγματικά χρήσιμοι. Το πρόβλημα δεν είναι η ιδέα — είναι τα σφάλματα. Τα qubits, οι βασικές μονάδες επεξεργασίας ενός κβαντικού υπολογιστή, είναι απίστευτα ευαίσθητα και κάνουν λάθη συνεχώς. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, χρειάζονται αλγόριθμοι διόρθωσης σφαλμάτων που τρέχουν ταυτόχρονα με τους υπολογισμούς — και το κόστος σε υλικό είναι τεράστιο. Εκτιμάται ότι χρειάζονται έως και 1.000 φυσικά qubits για να δημιουργηθεί ένα μόνο αξιόπιστο «λογικό» qubit που μπορεί να συμμετέχει σε πραγματικούς υπολογισμούς. Τα περισσότερα σημερινά συστήματα διαθέτουν μερικές εκατοντάδες φυσικά qubits στην καλύτερη περίπτωση.
Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, η ανακοίνωση του Darío Gil, υφυπουργού Επιστήμης του Υπουργείου Ενέργειας, ακούγεται σαν πρόκληση: «Έως το 2028 θα παραδώσουμε την πρώτη γενιά fault-tolerant κβαντικών υπολογιστών ικανών για επιστημονικά σημαντικούς υπολογισμούς», είπε στην Επιτροπή Συμβούλων του Office of Science. Το υπουργείο δεν σκοπεύει να κατασκευάσει το σύστημα μόνο του — αντίθετα, καλεί εταιρείες κβαντικής τεχνολογίας να προτείνουν λύσεις, αφήνοντας ανοιχτό το ερώτημα της αρχιτεκτονικής. Superconducting qubits, trapped ions, neutral atoms — όλες οι προσεγγίσεις είναι στο τραπέζι. «Μπορείτε να το κατασκευάσετε όπως θέλετε, αρκεί να πληροίτε τον στόχο και να αποδείξετε επιστημονική συνάφεια», εξήγησε ο Gil.
Το σύστημα που θα προκύψει θα στεγαστεί πιθανότατα σε ένα από τα εθνικά εργαστήρια του υπουργείου, όπου ερευνητές θα μπορούν να το χρησιμοποιούν δωρεάν, με επιλογή έργων βάσει επιστημονικής αξίας. Η ανακοίνωση έρχεται λίγους μήνες μετά την επένδυση 625 εκατομμυρίων δολαρίων για την ανανέωση των National Quantum Information Science Research Centers, που καλύπτουν έρευνα σε κβαντικούς υπολογισμούς, προσομοίωση, δικτύωση και αισθητήρες.
Υπάρχουν λόγοι αισιοδοξίας. Τον Δεκέμβριο του 2024, η Google απέδειξε με το chip Willow ότι η κβαντική διόρθωση σφαλμάτων λειτουργεί στην πράξη και όχι μόνο στη θεωρία — ένα ορόσημο που ανανέωσε την εμπιστοσύνη του κλάδου. Ωστόσο, ο Steven Girvin, φυσικός του Yale, χαρακτήρισε τον στόχο «πολύ αισιόδοξο αλλά αξιόλογο», σημειώνοντας ότι παρά την τεράστια πρόοδο στη διόρθωση σφαλμάτων, η πλήρης fault-tolerance παραμένει μακριά.
Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια δεν είναι τεχνολογικό αλλά ανθρώπινο. Σύμφωνα με έκθεση της εταιρείας Riverlane, υπάρχουν παγκοσμίως μόλις 600 έως 700 ειδικοί στη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων — ενώ ο κλάδος θα χρειαστεί έως και 16.000 έως το 2030. Και η εκπαίδευση ενός τέτοιου ειδικού μπορεί να διαρκέσει έως δέκα χρόνια. Το ερώτημα, λοιπόν, δεν είναι μόνο αν η τεχνολογία μπορεί να φτάσει εκεί έως το 2028 — αλλά αν υπάρχουν αρκετοί άνθρωποι για να την οδηγήσουν εκεί.
