Пока мир обсуждает ChatGPT, учёные Казанского федерального университета работают над технологией, которая может сделать современные суперкомпьютеры игрушками. Разбираемся, почему квантовые вычисления — это не фантастика, а реальность завтрашнего дня, и какую роль в этой гонке играет Татарстан.
Что происходит в мире
В начале 2026 года IBM объявила о создании квантового процессора на 1000 кубитов — это в три раза больше, чем год назад. Google заявляет, что их система Willow достигла "квантового превосходства" в решении задач, на которые у классических компьютеров ушли бы тысячелетия. Китай инвестирует $15 миллиардов в Национальную лабораторию квантовой информации.
Но что это значит на практике? Квантовые компьютеры используют принципы квантовой механики — суперпозицию и запутанность — для обработки информации принципиально иным способом. Если классический бит может быть либо 0, либо 1, то кубит существует в обоих состояниях одновременно, пока вы его не измерите.
Реальные применения уже здесь
- Фармацевтика: моделирование молекул для создания новых лекарств за недели вместо лет
- Финансы: оптимизация портфелей и расчёт рисков в реальном времени
- Логистика: решение задач маршрутизации для тысяч транспортных средств
- Криптография: как взлом существующих систем шифрования, так и создание абсолютно защищённых каналов связи
Татарстанский след в квантовой гонке
Казанский федеральный университет — один из немногих вузов России, где ведутся комплексные исследования в области квантовых технологий.
Лаборатория квантовой оптики и квантовой информации КФУ под руководством профессора Артура Загидуллина работает над созданием квантовых симуляторов на основе ультрахолодных атомов. В отличие от западных коллег, делающих ставку на сверхпроводящие системы, казанские физики исследуют альтернативный подход — ионные ловушки и атомные ансамбли.
«Мы не пытаемся копировать IBM или Google, — объясняет Артур Раисович. — Наша задача — найти более стабильные и масштабируемые решения. Сверхпроводящие кубиты требуют температур близких к абсолютному нулю и очень чувствительны к помехам. Атомные системы потенциально более устойчивы».
Что уже сделано
В 2025 году команда КФУ совместно с коллегами из МФТИ продемонстрировала работу 12-кубитного квантового симулятора для моделирования химических реакций. Результаты опубликованы в Physical Review A — одном из ведущих журналов по квантовой физике.
Инновационный потенциал для Татарстана:
- Квантовая криптография для банков: Татарстан — крупный финансовый центр Поволжья. АК БАРС Банк уже проявил интерес к пилотному проекту защищённой квантовой связи между отделениями.
- Оптимизация нефтедобычи: Татнефть инвестирует в цифровизацию. Квантовые алгоритмы могут оптимизировать разработку месторождений и предсказывать поведение пластов.
- Образовательный хаб: КФУ запускает магистерскую программу "Квантовые технологии и информатика" с 2026/27 учебного года.
Иннополис: IT-город смотрит в квантовое будущее
Университет Иннополис не остаётся в стороне. Здесь фокусируются на программном обеспечении для квантовых компьютеров — направление не менее важное, чем создание самого "железа".
Кафедра квантовых вычислений, открытая в 2025 году, разрабатывает:
- Алгоритмы машинного обучения на квантовых системах
- Симуляторы квантовых процессов для классических компьютеров
- Образовательные программы для подготовки квантовых программистов
«Сейчас в мире не более 10 тысяч специалистов, которые действительно понимают, как программировать квантовые компьютеры, — говорит Антон Филатов, заведующий кафедрой. — К 2030 году потребуется минимум 100 тысяч таких экспертов. Мы готовим их здесь и сейчас».
Студенты Иннополиса уже работают с облачными платформами IBM Quantum и Amazon Braket, где можно запускать программы на реальных квантовых процессорах.
Препятствия на пути
Несмотря на прогресс, квантовые вычисления сталкиваются с серьёзными вызовами:
Декогеренция — кубиты теряют квантовое состояние за микросекунды из-за взаимодействия с окружением. Современные системы работают при температуре 0,015 Кельвина (холоднее космоса) и требуют сложнейшей изоляции.
Ошибки вычислений — квантовые операции неточны. Нужны сложные коды коррекции ошибок, где сотни физических кубитов образуют один "логический" надёжный кубит.
Отсутствие killer-application — пока нет задачи, которая бы оправдала стоимость квантового компьютера (десятки миллионов долларов) для массового пользователя.
Санкции и изоляция — российским учёным сложнее получить доступ к передовым компонентам и международным проектам.
A что же будет дальше?
Аналитики Gartner предсказывают, что к 2030 году 40% крупных компаний будут использовать квантовые вычисления в своих операциях. Рынок квантовых технологий оценивается в $125 миллиардов к 2035 году
Для Татарстана это окно возможностей:
- Регион может стать центром квантовых исследований в России, используя научный потенциал КФУ и IT-инфраструктуру Иннополиса
- Квантовые технологии — это не только компьютеры, но и сенсоры, системы связи, медицинское оборудование
- Подготовка кадров сегодня — это конкурентное преимущество завтра
В феврале 2026 года в Казани пройдёт Первая Поволжская конференция по квантовым технологиям, где соберутся ведущие специалисты из России и стран СНГ. Это признание статуса региона как серьёзного игрока в этой области.
Квантовая революция уже началась. Это не вопрос "если", а вопрос "когда". Татарстан, имея мощную научную базу и технологическую инфраструктуру, может стать одним из лидеров этой гонки в России.
Для этого нужны инвестиции, сотрудничество бизнеса и науки, и — самое главное — смелость исследовать неизвестное. Именно так создаются технологии будущего.