В зарождающейся отрасли квантовых вычислений аббревиатура QEC означает «Quantum Error Correction» (квантовая коррекция ошибок), но — учитывая всё более стремительное и захватывающее развитие отрасли квантовых вычислений — анаграмма, содержащаяся в названии, гораздо более уместна. В то время как все ведущие стартапы — и не только в США — сосредоточиваются на аппаратных решениях для создания полноценного квантового компьютера, в Италии (в частности, в Милане) создается хаб для таких стартапов, как Algorithmiq, которые стремятся разрабатывать квантовое программное обеспечение (см. новости). Не стоит и говорить, что мы будем следить за этим сегментом с особым интересом, хотя бы потому, что Европа (и Италия) находятся на передовой, чтобы оседлать грандиозные волны подлинно радикальной инновации. Однако недавнее объявление IonQ и рост тематических фондов заставляют нас дать исчерпывающий отчет о современном состоянии дел в создании квантового компьютера.
В 2026 году квантовая информатика находится в исторически своеобразной фазе: в публичном дискурсе речь идет о промышленной гонке, IPO, поглощениях и рыночных оценках, но техническая реальность гораздо более избирательна. Победителем не обязательно станет тот, кто сегодня владеет наибольшим количеством физических кубитов, и не тот, кто объявит о самых впечатляющих результатах тестирования. Решающий фактор становится все более очевидным: способность преобразовывать «шумное» аппаратное обеспечение в надежные логические кубиты с помощью квантовой коррекции ошибок (далее это будет единственным значением аббревиатуры QEC). В этом смысле конкуренция еще не решена, поскольку ни одна архитектура пока не продемонстрировала окончательного превосходства в промышленных масштабах, но все они сталкиваются с одним и тем же узким местом: контролем ошибок.
Почему QEC находится в центре внимания
Физический кубит по своей природе уязвим. Взаимодействия с окружающей средой, электронный шум, несовершенства вентилей и явления квантовой декогеренции приводят к постоянным ошибкам. В отличие от классической информатики (той, которая позволяет современным компьютерам работать на основе транзисторов и различных напряжений для представления бита), квантовую информацию невозможно просто скопировать для обеспечения избыточности из-за теоремы о невозможности клонирования. По этой причине исправление квантовых ошибок заключается не в «копировании данных», а в распределении информации одного логического кубита по множеству связанных физических кубитов. Эти концепции очень сложны для непосвященных. Тем не менее, мы попробуем обобщить их в нескольких строках, надеясь передать хотя бы основное представление о данной проблематике.
Квантовая декогеренция и теорема о невозможности клонирования — это два отдельных, но глубоко связанных понятия, поскольку вместе они объясняют, почему защита квантовой информации гораздо сложнее, чем в классической информатике.
Квантовая информация основана на двух фундаментальных понятиях: суперпозиции и запутанности.
Суперпозиция — это свойство, благодаря которому кубит может одновременно находиться в комбинации двух бинарных состояний (обычно обозначаемых 0 и 1) до момента измерения (или наблюдения, то есть взаимодействия с окружающей средой).
В отличие от классического бита, который принимает только значение 0 или 1, кубит в состоянии суперпозиции содержит обе возможности в когерентном виде, что придает ему некоторые фундаментальные характеристики, перечисленные в таблице 1.
Сплетение — это физическая корреляция между двумя или более кубитами, при которой их состояния нельзя описать по отдельности, а только как единую общую систему.
На практике измерение одного запутанного кубита мгновенно определяет и соответствующий результат другого, независимо от физического расстояния между ними.
Сплетение является фундаментальным ресурсом, поскольку позволяет реализовывать приложения, перечисленные в таблице 2.
По сути, сплетение — это неклассическая связь, которая делает квантовые системы более мощными, чем традиционные.
Декогеренция — это процесс, в ходе которого кубит теряет свою фазовую когерентность, а также свойства квантовой суперпозиции и запутанности из-за нежелательного взаимодействия с окружающей средой. На практике система «пропускает информацию» наружу, и квантовое состояние постепенно ухудшается, становясь все более похожим на классическое состояние.
Теорема о неклонируемости, напротив, утверждает, что невозможно создать идеальную копию произвольного и неизвестного квантового состояния.
В классическом мире, если бит является неустойчивым или подвержен шуму, достаточно скопировать его многократно и использовать избыточность (резервное копирование, алгоритмы большинства голосов, RAID, репликация памяти). В квантовом мире эта схема не работает, потому что декогеренция разрушает квантовую информацию и — одновременно — теорема о неклонируемости не позволяет создавать идеальные резервные копии. Именно эта двойная сложность делает необходимым QEC.
Поскольку квантовое состояние нельзя клонировать, защита осуществляется не путем копирования кубита, а путем распределенного кодирования информации по множеству физических запутанных кубитов.
Например, в кодах стабилизаторов или поверхностных кодах содержание логического кубита никогда не считывается напрямую: измеряются вспомогательные операторы, которые показывают только, где произошла ошибка, а не какова была содержащаяся информация (поскольку узнать ее невозможно из-за квантовой декогеренции).
Декогеренцию можно интерпретировать как своего рода «непреднамеренное измерение», осуществляемое окружающей средой. Когда кубит «связывается/запутывается» с внешней средой, часть фазовой информации рассеивается в окружающей среде и больше не может быть восстановлена локально. Неклонируемость не позволяет создавать идеальные копии внутри системы.
Декогеренция объясняет, почему кубиты повреждаются; теорема о неклонируемости объясняет, почему мы не можем спасти их, скопировав. Из этой комбинации возникает вся современная архитектура квантовой коррекции ошибок и, в конечном счете, центральная задача масштабируемых квантовых вычислений.
Код QEC обычно работает в три этапа. На первом этапе логическое состояние кодируется в регистре физических кубитов. На втором этапе некоторые вспомогательные кубиты измеряют операторы четности (стабилизаторные проверки), не разрушая полезное вычислительное состояние. На практике они не считывают данные, поскольку это привело бы к потере информации, но постоянно отслеживают, не повреждаются ли данные, и выдают сигнал (или синдром) ошибки. На третьем этапе классический декодер интерпретирует «синдромы ошибок» и определяет наиболее вероятную коррекцию. Этот процесс должен происходить циклически и с минимальной задержкой, иначе ошибки накапливаются быстрее, чем их удается устранять.
Решающим понятием является теорема порога: ниже определенного порога физической ошибки увеличение избыточности экспоненциально улучшает надежность логического кубита; выше этого порога избыточность ухудшает ситуацию, поскольку вводит больше ошибок, чем исправляет (см. таблицу 4). Следовательно, такие метрики, как точность двухкубитных вентилей, имеют прямое экономическое и стратегическое значение.
Техническое значение «четырех девяток» IonQ
Объявление IonQ о достижении точности 99,99% для двухкубитных вентилей (fidelity gate) следует рассматривать именно в этом контексте. Взаимосвязанные двухкубитные вентили являются наиболее критическим компонентом бюджета ошибок в схемах. Переход от порога ошибок в 1% к 0,01% означает снижение вероятности сбоя каждой вычислительной операции примерно на два порядка. Это не означает автоматически полную отказоустойчивость, но резко снижает нагрузку, требуемую от кодов QEC.
Чтобы понять это влияние, рассмотрим следующую качественную зависимость:
IonQ, основанная на технологии захваченных ионов (trapped ions), исторически обладает длительным временем когерентности и высокой связностью между кубитами. Это делает архитектуру особенно подходящей для высокоточных операций, хотя она часто уступает по тактовой частоте системам на основе сверхпроводников.
Основные конкурирующие архитектуры
Рынок не сходится к одной единственной технологии. Напротив, капитал продолжает распределяться между различными подходами: сверхпроводящие кубиты (superconducting qubits), захваченные ионы (trapped ions), нейтральные атомы (neutral atoms), фотоника (photonics), кремниевые спиновые кубиты (silicon spin qubits) и даже более спекулятивные направления (см. Таблицу 5). Это явный сигнал: профессиональные инвесторы считают, что победителя пока определить невозможно.
Далее мы проанализируем две технологии: на основе нейтральных атомов и фотонов света. Поэтому здесь мы скажем несколько слов о кремниевых спиновых кубитах. Речь идет о квантовой архитектуре, в которой кубиты создаются с использованием спина электронов, заключенных в нанометровые кремниевые структуры.
Идея заключается в том, чтобы использовать одно из фундаментальных квантовых свойств электрона — спин, — который может принимать два основных состояния, соответствующие классическим значениям 0 и 1. Спин — это фундаментальное квантовое свойство электрона, которое ведет себя как своего рода внутренний угловой момент. Важно сразу уточнить: электрон на самом деле не «вращается вокруг своей оси», как шарик. Термин «спин» имеет историческое происхождение, но в квантовой механике он обозначает внутреннее свойство частицы, аналогичное массе, электрическому заряду и магнитному моменту. Говоря грубо и без претензий на научную строгость, «вращающееся» электрон ведет себя как крошечный магнит, и поэтому, прикладывая к нему магнитное поле, можно выровнять спины разных электронов, изменить их энергию, но, прежде всего, их можно манипулировать и измерять, и это, для частицы, обладающей всего двумя состояниями, становится фундаментальным для вычислительных целей.
В квантовых вычислениях кубит — это именно состояние спина электрона, вращение которого контролируется с помощью электромагнитных импульсов. Запутанность возникает при соединении соседних спинов.
IonQ против Quantinuum: точность против интеграции
Среди лидеров подхода с использованием ионных ловушек IonQ и Quantinuum представляют две разные промышленные модели. IonQ выбрала публичный рынок, сделав ставку на брендинг, привлечение капитала и узнаваемость. Quantinuum, возникшая в результате слияния Honeywell Quantum Solutions и Cambridge Quantum, напротив, выглядит более вертикально интегрированной: аппаратное обеспечение, программный стек, кибербезопасность и устоявшиеся корпоративные связи.
С точки зрения QEC обе компании имеют благоприятную основу: точные гейты и широкая связность снижают сложность многих кодов исправления по сравнению с жестко локальными схемами. Однако окончательное преимущество будет зависеть от способности координировать миллионы циклов извлечения синдрома со стабильной производительностью, а не только от отдельного теста.
IBM и Google: сила инженерного масштаба
IBM и Google по-прежнему делают ставку преимущественно на сверхпроводящие кубиты. Этот подход, как правило, страдает от худших (с точки зрения ошибок) вентилей по сравнению с лучшими системами на основе захваченных ионов, но предлагает огромные преимущества в операционной скорости, промышленной интеграции, программном инструментарии и производственных мощностях. Даже Google запустила параллельные программы по нейтральным атомам, что свидетельствует о том, что даже лидеры не считают технологическую гонку завершенной.
В долгосрочной перспективе истинным преимуществом IBM и Google может стать способность к промышленному производству QEC в широких масштабах: криогеника, упаковка, управляющая электроника, стек компиляторов и цепочка поставок.
D-Wave и Rigetti: два особых случая
D-Wave следует иным путем, исторически сосредоточенным на решении задач сложной оптимизации (это называется квантовым отжигом и касается тех задач, которые даже современные суперкомпьютеры не в состоянии решить с достаточной точностью). Несмотря на то, что это не самая востребованная универсальная парадигма, у нее есть более непосредственные области применения в логистике и планировании. Rigetti, напротив, остается ставкой на независимую сверхпроводимость: высокий теоретический потенциал роста, но прямая конкуренция с гигантами, обладающими огромным капиталом.
Роль капитала: почему гонка еще не закончена
Важным фактом для этого сектора является то, что капитал продолжает финансировать сразу несколько подходов. В зрелых секторах капитал концентрируется на вероятных победителях; здесь происходит обратное. Это означает, что рынок все еще воспринимает ситуацию как доминирующую фазу, подобную первым годам развития авиации или полупроводников.
Кроме того, недавние приобретения демонстрируют тенденцию к вертикальной интеграции: IonQ приобрела Oxford Ionics, а D-Wave — Quantum Circuits. Это говорит о том, что ни один из игроков не считает достаточным только собственное аппаратное обеспечение; нужны интеллектуальная собственность, таланты и дополнительные компоненты.
Настоящий показатель, на который следует обратить внимание в ближайшие годы
Рынок по-прежнему часто говорит о количестве кубитов. С научной точки зрения это неполный показатель. Наиболее полезный порядок приоритетов приведен в следующей таблице:
Когда отрасль перейдет от «1000 физических кубитов» к «10 полезных логических кубитов», система оценки в отрасли полностью изменится.
Интеграция: новые международные игроки, которые поддерживают конкуренцию в квантовой гонке
Конкуренция больше не ограничивается треугольником «США – Big Tech – первые игроки, котирующиеся на бирже». Капитал устремляется к второй волне компаний, представляющих альтернативные архитектуры и гораздо более широкую географию квантовых инноваций. В частности, в качестве примеров игроков, которые могут существенно повлиять на рынок в ближайшие годы, называются Infleqtion (США), Xanadu (Канада), Pasqal (Франция) и IQM (Финляндия).
Это важно, поскольку свидетельствует о том, что в отрасли ещё не наступила технологическая конвергенция. Если бы инвесторы были уверены, что победу уже одержали технологии «запертых ионов» или «сверхпроводящих кубитов», капитал сосредоточился бы исключительно на IonQ, Quantinuum, IBM или Google. Однако происходит обратное.
Infleqtion (США): нейтральные атомы и квантовое зондирование
Infleqtion, ранее известная как ColdQuanta, является одним из наиболее интересных игроков в американской экосистеме. Компания работает над платформами на основе нейтральных атомов — технологии, использующей нейтральные атомы, захваченные и манипулируемые с помощью лазера. Нейтральные атомы — это атомы, в которых количество протонов и электронов равно, поэтому, в отличие от захваченных ионов, они обладают нулевым суммарным электрическим зарядом. Этот подход нацелен на сочетание высокой геометрической масштабируемости с хорошим качеством кубитов.
С точки зрения квантовой ошибокорекции (QEC) нейтральные атомы являются многообещающими, поскольку позволяют создавать очень плотные двумерные и трехмерные массивы, полезные для топологических кодов, таких как поверхностный код или адаптированные LDPC-коды. Таким образом, пространственная (геометрическая) организация кубитов имеет фундаментальное значение. Действительно, многие современные коды QEC — особенно поверхностные коды — работают не на изолированных кубитах, а на сетках кубитов, которые должны локально взаимодействовать с соседями.
Например, в поверхностном коде каждый кубит должен постоянно выполнять проверки стабилизаторов с окружающими кубитами. Такая структура требует большого количества физических кубитов, упорядоченной связности, регулярного двумерного расположения и контролируемых взаимодействий между соседями.
В системах нейтральных атомов атомы удерживаются с помощью лазера («оптические пинцеты») и могут быть размещены практически как точки на программируемой сетке.
Это дает три огромных преимущества:
- 1) очень плотные массивы, то есть больше кубитов на меньшем пространстве
- 2) перенастраиваемая геометрия, позволяющая оптимизировать коды
- 3) контролируемые взаимодействия и, следовательно, более эффективные проверки стабилизаторов
В отличие от сверхпроводящих кубитов, где геометрия чипа физически фиксирована, в системах нейтральных атомов массивы могут динамически реорганизовываться.
Поверхностный код сегодня является одним из наиболее многообещающих кодов QEC, поскольку он допускает относительно высокий уровень ошибок, использует только локальные взаимодействия и хорошо масштабируется (по крайней мере, теоретически). Однако он требует огромных двумерных сетей кубитов.
Хорошая новость заключается в том, что нейтральные атомы особенно перспективны для решения этой задачи, поскольку позволяют:
- • относительно естественным образом строить регулярные 2D-решетки;
- • получать сотни/тысячи атомов в компактных конфигурациях;
- • соединяться более гибким образом.
И на этом преимущества не заканчиваются, поскольку нейтральные атомы позволяют сделать значительный шаг вперед в создании квантовых кодов LDPC (Low-Density Parity-Check codes), то есть нового поколения кодов QEC, направленных на резкое сокращение требуемой избыточности, но требующих более сложных соединений, нетривиальные сети взаимодействия и высокую топологическую гибкость — цели, которые легче достичь с помощью пространственной реконфигурации, селективных взаимодействий и почти трехмерных архитектур, — все это характерные черты нейтральных атомов.
Кроме того, Infleqtion — это не только квантовые вычисления: компания также работает в области квантового зондирования и синхронизации, что является стратегическим элементом, поскольку создает приложения, более близкие к рынку, чем просто вычисления с устойчивостью к ошибкам.
Xanadu (Канада): ставка на фотонику
Xanadu представляет собой одну из самых оригинальных платформ на мировой арене: фотонные квантовые вычисления. Вместо атомов или сверхпроводящих схем она использует фотоны в качестве носителей квантовой информации.Главное теоретическое преимущество важно: фотоны мало взаимодействуют с окружающей средой, поэтому они менее подвержены некоторым механизмам декогеренции. Кроме того, они могут естественным образом перемещаться по оптическим волокнам, что делает платформу потенциально идеальной для квантовых сетей и распределенных квантовых вычислений.
Однако фотонная квантовая вычислительная архитектура (QEC) очень сложна. Поскольку фотоны слабо взаимодействуют друг с другом, реализация детерминированных вентилей и эффективных схем коррекции ошибок требует сложных архитектур, кластерных состояний и очень больших оптических ресурсов.
Pasqal (Франция): европейский лидер в области нейтральных атомов
Pasqal — вероятно, самое известное европейское имя в сегменте нейтральных атомов. Технологическая модель схожа с Infleqtion, но с сильной научной поддержкой со стороны Франции и амбициями занять лидирующие позиции на континенте.Платформа Pasqal особенно интересна для квантового моделирования, оптимизации и многочастичных задач, где гибкое расположение атомов может стать архитектурным преимуществом. Многочастичные задачи — это физические задачи, в которых система содержит множество квантовых частиц, которые одновременно взаимодействуют друг с другом в различных формах, таких как электромагнитные взаимодействия, квантовые корреляции, запутанность и коллективные эффекты.
Решение задач с большим количеством частиц имеет особое значение для изучения новых материалов и молекул.
Ключевым моментом является то, что общее поведение нельзя описать, просто анализируя по одной частице за раз, поскольку взаимодействия и запутанность создают чрезвычайно сложные коллективные свойства, слишком сложные для эффективного моделирования с помощью классических компьютеров. Говоря более техническим языком, если имеется N частиц, количество анализируемых состояний растет в соответствии со следующим законом: 2^N. То есть экспоненциально.
С точки зрения QEC, ключевым моментом является переход от многообещающих систем типа NISQ к настоящим отказоустойчивым машинам. Если Pasqal удастся улучшить точность вентилей, сохранив при этом высокую плотность, он может стать одним из самых опасных игроков для конкурентов.
Система NISQ («Noisy Intermediate-Scale Quantum») — это платформа квантовых вычислений, достаточно большая для проведения интересных экспериментов, но все еще слишком подверженная шуму, чтобы поддерживать длительные надежные вычисления.
На практике кубиты работают, можно создавать запутанность, и это позволяет выполнять ограниченные алгоритмы; однако ошибки растут слишком быстро.
Поэтому система пока не может поддерживать полную QEC в широком масштабе.
Отличная от этого — отказоустойчивая машина. Недостаточно просто иметь много кубитов, хорошие тестовые результаты и демонстрационные схемы. Необходимо уметь непрерывно обнаруживать ошибки, исправлять их в реальном времени и поддерживать стабильность логического кубита в течение длительного времени. К сожалению, это требует очень точных вентилей и точного считывания их состояния, системной стабильности и управляемой избыточности.
И здесь возникает проблема точности вентилей.
IQM (Финляндия): европейский сверхпроводник с промышленным ДНК
IQM представляет собой одну из самых прочных европейских компаний в парадигме сверхпроводниковых кубитов, которая сегодня наиболее широко используется крупными группами, такими как IBM и Google.
Это важно, поскольку Европа, благодаря IQM, не только конкурирует в области нейтральных атомов или программного обеспечения (в смысле квантовых алгоритмов), но и имеет игрока в наиболее зрелом с промышленной точки зрения сегменте. Сверхпроводящая технология обеспечивает очень быстрые времена шлюзов и уже развитую экосистему электронного управления и криогеники.
Что касается QEC, IQM унаследовала как преимущества, так и ограничения платформы: высокую скорость и зрелые инструментальные цепочки, но с серьезными ограничениями в плане локальной связи и криогенных требований. Под инструментальными цепочками понимается технологическая экосистема вокруг сверхпроводящих кубитов, которая уже относительно развита и индустриализирована по сравнению с другими квантовыми архитектурами.
Речь идет не только об аппаратном обеспечении, но и о всем наборе инструментов, необходимых для проектирования, программирования, управления, калибровки и эксплуатации реального квантового компьютера. В частности, квантовая цепочка инструментов включает следующие компоненты:
В случае сверхпроводящих кубитов (таких как IBM, Google, Rigetti Computing и IQM) эта инфраструктура существует уже много лет и очень хорошо развита.
Конкурентное влияние по сравнению с IonQ, Quantinuum, IBM и Google
Наличие этих четырех игроков свидетельствует о том, что рынок не верит в заранее предрешенную победу. Каждый из них занимает стратегическую нишу:
Это означает, что IonQ и Quantinuum конкурируют не только между собой; IBM и Google конкурируют не только внутри компании; существует второй уровень вызовов, который может возникнуть благодаря техническим достижениям, государственным партнерствам или поглощениям.
С точки зрения QEC, эти компании важны, потому что они предлагают разные архитектуры, и победителем десятилетия может стать просто та платформа, которая минимизирует стоимость одного правильного логического кубита. Не обязательно та, у которой больше физических кубитов, и не та, у которой лучший маркетинговый бенчмарк.
Infleqtion, Xanadu, Pasqal и IQM — это не второстепенные игроки: они являются конкретным доказательством того, что отрасль все еще находится на продвинутой стадии исследования. Если IonQ олицетворяет точность ионных ловушек, а IBM — масштабность сверхпроводников, то эти новые игроки воплощают самый важный принцип 2026 года: квантовая гонка остается открытой, потому что никто еще не продемонстрировал экономическое превосходство своей модели QEC в крупном масштабе.
Заключение
В 2026 году квантовая гонка по-прежнему остается радикально открытой, несмотря на значительные технические вызовы. Объявление IonQ о 99,99% подтверждает, что trapped ions остаются одними из самых элегантных платформ с точки зрения точности. Quantinuum выглядит очень сильной в области интеграции в корпоративные системы. IBM и Google сохраняют лидерство в области масштабируемых инженерных решений. Новые игроки, работающие с нейтральными атомами, фотонами и спинами кремния, продолжают получать капитал, поскольку победитель еще не известен. Однако, несмотря на всю рыночную риторику, доминирующей переменной остается только одна: тот, кто сможет реализовать эффективную, стабильную и масштабируемую квантовую коррекцию ошибок, станет настоящим лидером квантового десятилетия.
Отказ от ответственности
Настоящий пост отражает личное мнение сотрудников Custodia Wealth Management, подготовивших его. Он не является инвестиционными советами или рекомендациями, не представляет собой индивидуальную консультацию и не должен рассматриваться как приглашение к совершению сделок с финансовыми инструментами.
