⚛️ Atom Computing: Квантово мащабиране с 1 225 неутрални атома
От оптични пинсети и ядрени спинови кюбити до 24 заплетени логически кюбита с Microsoft - как платформата на Atom Computing с неутрални атоми предизвиква дуопола на свръхпроводниците и ускорява надпреварата за устойчиви на грешки квантови изчисления
⚡ TL;DR - Защо Atom Computing е важен през 2025 г.
- Ръководител на скалата: 1 225-кубитова система AC1000, доставена през 2025 г. - най-големият търговски наличен квантов компютър с неутрални атоми.
- Партньорство с Microsoft: Съобщение от ноември 2024 г.: 24 заплетени логически кюбита (рекорд), интеграция с Azure Quantum, търговско внедряване от 2025 г.
- DARPA QBI Етап Б: Избран през ноември 2025 г. заедно с IBM, Google и IonQ за финансиране от $15M+ за проучване на квантовите изчисления в комунален мащаб.
- Предимство на неутралните атоми: Дългосрочна кохерентност (десетки секунди), измерване в средата на веригата с незабавно нулиране, директно 10x мащабиране на поколение.
- Логически пробив в областта на кубитите: Демонстрирана е архитектура от 64 логически кюбита, 24 заплетени, изпълнен е алгоритъм от 28 логически кюбита - доказана е жизнеспособността на корекцията на грешки.
- Глобални внедрявания: Фондация EIFO/Novo Nordisk (Дания), Университет Колорадо Аншуц (здравеопазване), NREL (енергийна мрежа), Microsoft Azure Quantum (облак).
- Технологичен ров: Оптичните пинсети + оптичните кухини позволяват бързо мащабиране без физически отпечатък/нарастване на мощността. Устойчиви квантови изчисления.
🌌 Въведение: Революцията на неутралните атоми
От години, свръхпроводящи кюбити доминират в сферата на квантовите изчисления - модулните чипове на IBM, ключовите постижения на Google в областта на коригирането на грешки, постиженията на Rigetti в областта на производството. Но в края на 2025 г. една друга архитектура бързо набира популярност: квантови изчисления с неутрални атоми.
Atom Computing, базиран в Бъркли стартъп, основан през 2018 г. от д-р Бен Блум и д-р Джонатан Кинг, се очертава като лидер в тази област. Техният пробив: 1 225 напълно свързани кюбита в системата AC1000, което се постига с помощта на оптични пинсети, които улавят отделни стронциеви и итербиеви атоми в програмируеми 2D/3D масиви.
"Atom Computing наскоро се превърна във водещ претендент в надпреварата за квантови изчисления, устойчиви на грешки, поради лесната си способност да се мащабира до нивата на производителност, необходими за работа на ниво FTQC." - Информационен документ за Atom Computing 2025
По какво се различават неутралните атоми?
- Мащабируемост: Atom Computing постигна 10 пъти по-голям брой кюбити от Gen 1 (100 кюбита) до Gen 2 (1225 кюбита). Пътната карта цели още 10 пъти на поколение - над 12 000 кюбита до поколение 3.
- Дълга кохерентност: Ядрено-спиновите кюбити запазват квантова информация за десетки секунди (спрямо 100-200 μs за свръхпроводящите кюбити), което намалява грешките и опростява корекцията им.
- Пълна свързаност: Масивите от оптични пинсети позволяват взаимодействие между всякакви кюбити, за разлика от фиксираните мрежови топологии в свръхпроводящите системи.
- Устойчивост: С увеличаването на мащаба на системите физическият отпечатък и потреблението на енергия остават относително постоянни - няма нужда от масивни хладилници за разреждане или модернизиране на съоръженията.
През ноември 2024 г. Atom Computing си партнира с Microsoft да предоставя 24 заплетени логически кюбита-най-големият брой, регистриран по това време. Тази система ще бъде достъпна в търговската мрежа чрез Azure Quantum през 2025 г., отбелязвайки важен етап в прехода от физически кюбити към устойчиви на грешки логически кюбити.
През ноември 2025 г, DARPA избра Atom Computing за Етап B на своята Инициатива за квантов бенчмаркинг (QBI), отпускайки до $15 милиона евро за ускоряване на технологията за неутрални атоми към приложения в комунален мащаб.
Това задълбочено изследване показва как работи технологията на Atom Computing, защо неутралните атоми предизвикват дуопола на свръхпроводниците и каква е пътната карта за 2025-2030 г. за този изгряващ претендент за квантови изчисления.
🔬 Част 1: Как работят квантовите изчисления с неутрални атоми
1.1 Физиката: Оптични пипала и състояния на Ридберг
Оптични пинцети са в основата на платформата на Atom Computing. Това са силно фокусирани лазерни лъчи, които създават "капани", способни да задържат отделни неутрални атоми на място.
Как работи:
- Лазерно фокусиране: Лазерният лъч преминава през обектива на микроскопа, създавайки силно концентрирана светлинна точка.
- Взаимодействие между светлината и атомите: При подходяща дължина на вълната градиентът на интензитета създава притегателна сила, която привлича атомите към фокусната точка.
- Масив от пинцети: Чрез манипулиране на лазерния лъч (с помощта на акустично-оптични дефлектори или пространствени модулатори на светлината) могат да се създадат стотици до хиляди оптични пинцети едновременно в програмируеми 2D или 3D конфигурации.
Защо атомите на алкалната земя (стронций, итербий)?
Atom Computing използва стронций-87 (Sr-87) и итербий-171 (Yb-171) защото тези алкалоземни атоми имат уникални свойства:
- Ядрено въртене: Кюбитът е кодиран в спина на ядрото на атома (по посока на часовниковата стрелка или обратно на нея). Този избор е рядкост в квантовите изчисления и осигурява две основни предимства:
- Нечувствителност към шум: Ядрото е защитено от външни електромагнитни шумове, което позволява много дълги времена на кохерентност.
- Няма спонтанно разпадане: За разлика от електронните състояния, кюбитите с ядрен спин не се разпадат до по-ниски енергийни състояния, което означава безкрайна теоретична памет, ако се контролира шумът.
- Оптичен инструментариум: Атомите на алкалните земни елементи поддържат усъвършенствани оптични техники (двуфотонни преходи, лазери с малка ширина на линията), които позволяват прецизен контрол и измерване.
🔹 Ключова технология #2: Райдбергски взаимодействия за двукубитови порти
За извършване на квантови операции между кюбити Atom Computing използва Състояния на Райдберг-състояния с висока енергия, при които електронът на атома обикаля далеч от ядрото.
Процес:
- Възбуждане: Лазерен импулс възбужда атом от основното му състояние до състояние на Ридберг.
- Взаимодействие: В състояние на Ридберг електронният облак на атома е толкова голям, че "достига" и взаимодейства силно с близките атоми (дори на микрометрови разстояния).
- Заплитане: Това взаимодействие създава квантово заплитане между кюбитите, което позволява създаването на двукюбитни врати (напр. контролиран-NOT, контролиран-Z).
- Връщане в изходно състояние: След операцията на портата атомите се връщат в основното си състояние, като запазват квантовата информация в ядрения спин.
Предимство: Райдберг-медиирани порти могат да се извършват между всяка двойка кюбити в масива, като се избира кои атоми да се възбудят - така се постига пълна свързаност без физическо свързване.
1.2 Вътре в системата AC1000: От фурната до изчисленията
Платформата от второ поколение на Atom Computing (AC1000) използва дизайн с няколко вакуумни камери:
🔹 Камера 1: Източник на атоми и охлаждане
- Фурна: Твърд образец от алкалоземни метали (стронций или итербий) се нагрява, като се създава горещ поток от атоми.
- Лазерно охлаждане: Комбинация от лазери и магнитни полета бързо охлажда и забавя атомите почти до абсолютната нула, като ги спира почти напълно.
- Оптичен асансьор: Двойка лазерни лъчи пренасят студените атоми от камера 1 към камера 2.
🔹 Камера 2: Квантово изчисление
- Масив от резервоари: Охладените атоми се съхраняват в спомагателна оптична пинсета, наречена "резервоар", която може да бъде презаредена по всяко време.
- Изчислителен масив: Атомите се пренасят от резервоара до основния изчислителен масив, който може да побере до 1,225 атома в системите Gen 2.
- Изпълнение на квантови вериги:
- Единични кубитови порти: Специфични за мястото лазерни импулси манипулират отделните кюбити. Вратите могат да се изпълняват паралелно в различни редове, което увеличава изчислителната ефективност.
- Врати от два кубита: Възбуждането на Ридберг създава заплитане между двойки кюбити.
- Измерване в средата на веригата: Конкретни кюбити могат да се измерват, без да се нарушават останалите, което позволява откриване на грешки в реално време.
- Отчитане: В края на веригата камера засича оптичната флуоресценция на кюбитите, разкривайки резултата от изчисленията като модел от 1 и 0.
- Незабавно нулиране: Кубитите се реинициализират и са готови да изпълнят друга квантова схема, без да се презарежда целият масив - голямо предимство по отношение на скоростта.
🔧 Ключова технология #3: Оптични кухини за масивно мащабиране
Системите от поколение 2 на Atom Computing въвеждат оптични кухини-резонансни структури, които улавят светлината и създават модели на стоящи вълни. Тези кухини позволяват:
- Мащабируеми светлинни полета: Вместо отделни фокусирани лъчи, оптичните кухини създават периодични светлинни полета, които могат да уловят много повече атоми.
- Растеж от порядъка на магнитуд: Системите, базирани на кухини, поддържат над 10 000 кюбита без пропорционално увеличаване на лазерната мощност или оптичната сложност.
- Публикувани произведения: Norcia et al., "Итеративно сглобяване на масиви от атоми Yb-171 с оптични решетки с усилена кухина", PRX Quantum, 2024.
Въздействие: Това нововъведение проправя пътя към системите от поколение 3, насочени към 12 000-15 000 кюбита до 2026-2027 г.
1.3 Софтуерен стек: Системи за управление и виртуализация на Qubit
Atom Computing разработва собствени системи за контрол които организират всички операции в рамките на квантовата платформа:
- Импулсна компилация: Квантовите вериги се съставят от прецизни последователности за синхронизиране на лазери, изображения, магнити и електрооптични компоненти.
- Измерване в средата на веригата: Откриването на грешки в реално време идентифицира кои кюбити имат грешки, което позволява логическо разклоняване за определяне на бъдещите операции.
- Откриване на загуба на атоми: Едно от предизвикателствата при неутралните атоми е, че те понякога изчезват (избягват от капани). Системата за контрол открива луминесценция, за да провери дали атомите са налице, и коригира загубите, без да спира изчисленията.
Интеграция с Microsoft: Хардуерът на Atom Computing се интегрира с продукта на Microsoft Azure Quantum система за виртуализация, който предвижда:
- Виртуализация на Qubit: Абстрахира физическите кюбити в логически кюбити, като оптимизира корекцията на грешки за хардуер с неутрални атоми.
- Хибридни работни потоци: Безпроблемна интеграция с класически HPC и AI ресурси в Azure.
- Достъп до облака: Разработчиците могат да получат достъп до системите на Atom Computing чрез Azure Quantum, без да управляват директно хардуер.
🏆 Част 2: Пробиви и важни моменти през 2024-2025 г.
2.1 Запис: 24 заплетени логически кюбита с Microsoft (ноември 2024 г.)
През ноември 2024 г, Microsoft и Atom Computing обявиха голям пробив: 24 заплетени логически кюбита-най-големият брой, регистриран по това време.
"Като свързваме нашите най-съвременни неутрално-атомни кюбити със системата за кюбитна виртуализация на Microsoft, сега можем да предложим надеждни логически кюбити на търговска квантова машина." - Бен Блум, основател и главен изпълнителен директор, Atom Computing
Технически подробности:
- Архитектура: 20 логически кюбита, създадени от 80 физически кюбита (съотношение на кодиране 4:1).
- Алгоритъм: Успешно стартирахте Алгоритъм на Бернщайн-Вазирани, който демонстрира квантовата суперпозиция и интерференция. Въпреки че това е алгоритъм за доказване на концепцията, той потвърждава, че логическите кюбити могат да извършват изчисления с по-добра от физическата точност.
- Корекция на загубата на атоми: Системата многократно открива изчезването на неутрални атоми и коригира загубите. без спиране на изчисленията-за първи път в областта на квантовите изчисления.
- Потискане на грешките: Логическите кюбити показаха подобрение на производителността в сравнение с физическите кюбити, което потвърждава, че корекцията на грешки работи по предназначение.
Защо това е важно:
- Търговска жизнеспособност: Логическите кюбити са в основата на устойчивите на грешки квантови изчисления. Тази демонстрация доказва, че неутралните атоми са готови за ранни търговски приложения.
- Партньорство с Microsoft: Интеграцията на Azure Quantum осигурява достъп до облака, като прави технологията на Atom Computing достъпна за изследователи и предприятия в световен мащаб.
- Конкурентно позициониране: Към момента на обявяването на проекта той изпреварваше конкуренти като Quantinuum (12 логически кюбита с Microsoft през септември 2024 г.).
2.2 Система AC1000: 1 225 кубита на разположение в търговската мрежа (2025 г.)
Второ поколение система на Atom Computing, AC1000, влязъл в търговска експлоатация през 2025 г:
| Спецификация | AC1000 (Gen 2) | Система от първо поколение |
|---|---|---|
| Физически кубити | 1 225 (напълно свързани) | ~100 |
| Тип Qubit | Ядрен спин (Yb-171, Sr-87) | Ядрен спин |
| Време на кохерентност | Десетки секунди | Десетки секунди |
| Попълване на масива | >99% (почти идеален) | ~95% |
| Измерване в средата на веригата | Да, с незабавно нулиране | Да |
| Логически кубити | Демонстрирана 64-логическа кюбитова архитектура; над 50 търговски предложения | N/A |
| Достъп до облак | Microsoft Azure Quantum | Ограничен |
| Наличност на място | Да (въвеждане през 2025 г.) | Не |
Основни иновации в AC1000:
- Оптични кухини: Оптичните решетки, подсилени с кухини, позволяват мащабируемо зареждане и манипулиране на атоми (Norcia et al., PRX Quantum 2024).
- Висококачествени порти: Двукюбитните врати, използващи състояния на Ридберг, постигат вярност >99% (Muniz et al., arXiv 2024).
- Коригиране на грешки в реално време: Измерването в средата на веригата с микросекундно закъснение позволява динамична корекция на грешките по време на изчисленията.
2.3 Избор на етап Б на DARPA QBI (ноември 2025 г.)
През ноември 2025 г, DARPA избра Atom Computing за етап Б на своята Инициатива за квантов бенчмаркинг (QBI). Целта на програмата е да се определи дали до 2033 г. може да бъде разработен квантов компютър, който да е полезен за промишлеността - такъв, чиято изчислителна стойност надвишава цената му.
Подробности за етап Б:
- Финансиране: До $15 милиона за една година
- Цел: Демонстриране на квантови операции с неутрални атомни системи в комунален мащаб
- Състезание: 11 компании преминаха в етап Б, включително IBM, Google, IonQ, Quantinuum, QuEra (също неутрално-атомни)
- Критерии за оценка: Ценова ефективност, мащабируемост, специфична за приложението производителност (а не само суров брой кюбити)
"Atom Computing демонстрира квантови операции в полезен мащаб и привлече вниманието на DARPA. Програмата QBI ще ускори нашата пътна карта към системи, устойчиви на грешки." - Atom Computing Съобщение за пресата, ноември 2025 г.
Защо DARPA избра Atom Computing:
- Мащабируемост: Растежът от 10× кубита на поколение е несравним сред конкурентните платформи
- Логически напредък на Qubit: 24 заплетени логически кюбита и изпълнение на алгоритъм с 28 логически кюбита демонстрират готовност за коригиране на грешки
- Устойчивост: Системите с неутрални атоми се мащабират, без да се увеличава физическият отпечатък или потреблението на енергия
2.4 Глобални внедрявания: Дания, здравеопазване, енергетика
Системите Atom Computing се използват в цял свят за научни изследвания и търговски приложения:
🔹 QuNorth: Партньорство с Дания (юли 2025 г.)
- Партньори: EIFO (Европейски интердисциплинарен форум) и Фондация Ново Нордиск
- Система: "Най-мощният квантов компютър в света" в процес на разгръщане - AC1000 с над 1 225 кюбита
- Местоположение: Първата в скандинавския регион квантова система от ниво 2 (устойчива)
- Приложения: Откриване на лекарства, материалознание, оптимизация на здравеопазването
🔹 Университет Колорадо Аншуц: Приложения в здравеопазването
- Фокус: Квантови изчисления за здравеопазването - диагностика, персонализирана медицина, моделиране на лекарствени взаимодействия
- Съобщение за партньорство: 2024
- Цел: Изследване на квантови алгоритми, които могат да обработват сложни набори от биологични данни
🔹 NREL (Национална лаборатория за възобновяема енергия): Energy Grid (Енергийна мрежа)
- Фокус: Връзка на квантови компютри с оборудване на електропреносната мрежа
- Съобщение: 2023 г. (ранно партньорство)
- Приложения: Оптимизация на мрежата, интегриране на възобновяема енергия, реакция при бедствия
💡 AI Подсказка: Сравнете неутрално-атомните и свръхпроводящите кубити
Подкана: "Създайте подробна таблица за сравнение между квантовите изчисления с неутрални атоми (като Atom Computing) и свръхпроводящите квантови изчисления (като IBM Quantum), обхващаща: време на кохерентност, точност на порта, мащабируемост, свързаност, работна температура, физически отпечатък и готовност за коригиране на грешки. Включете плюсове и минуси за всеки подход."
⚔️ Част 3: Атомни изчисления срещу квантовото поле
3.1 Конкуренти на неутралните атоми: QuEra, Pasqal, Infleqtion
Atom Computing не е сам в пространството на неутралните атоми. Няколко конкуренти развиват подобна технология:
| Компания | Местоположение | Кубити (2025 г.) | Ключов диференциатор |
|---|---|---|---|
| Atom Computing | САЩ (Бъркли, Калифорния) | 1,225 | Кубити с ядрен спин; партньорство с Microsoft; 24 логически кубита; DARPA QBI Stage B |
| QuEra Computing | САЩ (Бостън, Масачузетс) | 256 (Aquila в Amazon Braket) | Публичен достъп до облак; аналогова квантова симулация; Харвардски спин аутсорсинг; DARPA QBI Stage B |
| Pasqal | Франция (Париж) | 100-200 (различни системи) | Фокус върху Европа; локални внедрявания; партньорство с Aramco (200-кубитова система Dhahran) |
| Infleqtion | САЩ (Боулдър, CO) | ~100 (с фокус върху сензориката) | Квантови сензори и навигация; атомни часовници; радиочестотни апертури; двойна насоченост (изчисления + сензори) |
Предимства на Atom Computing:
- Ръководство на броя на кубитите: 1 225 кубита значително надхвърлят QuEra (256) и Pasqal (200)
- Логически напредък на Qubit: 24 заплетени логически кюбита е най-високият показан в системи с неутрални атоми.
- Партньорство с Microsoft: Интеграцията на Azure Quantum осигурява достъп до облака на ниво предприятие и виртуализация на кюбити
- Кодиране на ядрени спинове: Уникален подход с по-добри времена на кохерентност в сравнение с кодирането в електронно състояние
3.2 Свръхпроводимият дуопол: IBM и Google
Най-голямото предизвикателство пред Atom Computing не са други стартиращи компании за неутрални атоми - това е свръхпроводим дуопол на IBM и Google.
| Метричен | IBM Quantum | Google Quantum AI | Atom Computing |
|---|---|---|---|
| Физически кубити (2025 г.) | 1,121 (Condor) | 105 (Върба) | 1,225 (AC1000) |
| Логически кубити | Цели на пътната карта за 2026 г. | Експоненциално потискане на грешки (от 3×3 до 7×7 решетки) | 24 entangled (запис) |
| Време на кохерентност | 100-200 μs | 100-200 μs | Десетки секунди (100 000-200 000 μs) |
| Свързаност | Фиксирана мрежа (най-близък съсед) | Фиксирана мрежа (най-близък съсед) | От всеки до всеки (оптична пинсета) |
| Предизвикателство за мащабиране | Хладилници за разреждане; сложност на окабеляването | Изработване на чипове; кръстосани връзки | Зареждане на атоми; вярност на Ридберговата врата |
| Работна температура | ~15 mK (миликелвина) | ~15 mK | ~1 μK (микрокелвин, но инфраструктура при стайна температура) |
| Консумация на енергия | Висока (мащабира се с броя на кюбитите) | Висока | Сравнително постоянни (лазери + вакуум) |
| Пазарна зрялост | Много висока (над 100 внедрени системи) | Висока (ограничен външен достъп) | Умерена (над 10 внедрени системи) |
Анализ:
- Atom Computing печели: Време на кохерентност, свързаност, енергийна ефективност
- IBM/Google Win: Пазарна зрялост, екосистема (софтуер, партньорства), производствена инфраструктура
- Дива карта: Състезание за логически кюбити - 24-те заплетени логически кюбита на Atom Computing (ноември 2024 г.) срещу демонстрациите на Google за потискане на грешки (декември 2025 г.). И двата подхода са валидни, но мащабирането на логическите кюбити е критичното поле на битката през 2026-2027 г.
📊 Експертен консенсус от есента на 2025 г.
Според анализа на Стенли Ламан от ноември 2025 г:
"Най-значимото развитие в quantum ai Есенният пробив на 2025 г. в областта на компютърните технологии не беше 1121-кубитовият процесор на IBM или корекцията на грешки на Google. Това беше Atom Computing и демонстрацията на QuEra, че системите с неутрални атоми могат да се увеличат по-бързо и да работят по-устойчиво от свръхпроводимите подходи..”
3.3 Конкуренти с уловени йони: IonQ, Quantinuum
Системите с уловени йони (IonQ, Quantinuum) предлагат трети подход с най-висока вярност на портата (99.9%+), но са изправени пред предизвикателства, свързани с мащабируемостта:
- IonQ: ~100 кюбита в системата Aria; демонстрирана е висока точност, но ограничено мащабиране
- Quantinuum: ~56 кюбита (H2); 12 логически кюбита с Microsoft (септември 2024 г.); силен квантов обем
Позиция на Atom Computing:
- Предимство на мащабируемостта: 1225 кюбита срещу ~100 за уловени йони
- Компромис с верността: Хванатите в капан йони имат по-висока точност на едно-/двукубитовите портали, но дългата кохерентност на Atom Computing компенсира по-ниската точност чрез корекция на грешки.
- Логическа надпревара с кубити: Atom Computing (24 логически) срещу Quantinuum (12 логически) - и двете постигнати с партньорства с Microsoft
🚀 Част 4: Пътна карта 2026-2030 и смели прогнози
4.1 Пътна карта на Atom Computing
Целите на Atom Computing 10× мащабиране на кюбита на поколение:
| Поколение | Година | Физически кубити | Логически кубити (приблизително) | Основни етапи |
|---|---|---|---|---|
| Gen 1 | 2021-2023 | ~100 | N/A | Доказване на концепцията; измерване в средата на веригата |
| Gen 2 (AC1000) | 2024-2025 | 1,225 | 24 заплетени; 50+ търговски | Партньорство с Microsoft; етап Б на DARPA QBI; търговско внедряване |
| Gen 3 | 2026-2027 | 12,000-15,000 | 100-200 | Мащабиране на оптичната кухина; приложения в комунален мащаб |
| Gen 4 | 2028-2029 | 100,000+ | 1,000+ | Квантови изчисления, устойчиви на повреди; търговско квантово предимство |
| Gen 5 | 2030+ | 1,000,000+ | 10,000+ | Квантови компютри с корекция на грешките в голям мащаб; трансформиращи приложения |
Основни допускания:
- 10× мащабиране: Осигурена от технологията на оптичните кухини и итеративните подобрения в зареждането/манипулацията на атоми
- Режийни разходи за корекция на грешки: Предполага се, че на един логически кюбит се падат ~10-100 физически кюбита (варира в зависимост от кода за корекция на грешки и подобренията на верността).
- Поддържане на кохерентност: Кодирането на ядрения спин запазва дългата кохерентност при мащабиране на системите
4.2 Смели прогнози за атомните изчисления (2026-2030 г.)
2026:
- 100 логически кубита: Предлагането на Azure Quantum се разширява до над 100 логически кюбита, което дава възможност за ранни приложения в областта на химията и материалознанието.
- Пилоти от Fortune 500: 5-10 компании от класацията Fortune 500 (фармация, енергетика, финанси) внедряват системи Atom Computing на място или в облака.
- DARPA QBI Етап C: Atom Computing преминава в етап C (последен етап) заедно с още 3-5 компании, като си осигурява допълнително финансиране от над $50M.
2027:
- Стартиране на Gen 3: Система с 12 000 кюбита, налична в търговската мрежа. Atom Computing изпреварва IBM и Google по брой кюбити.
- Първата квантово проектирана молекула: Фармацевтична компания обявява, че кандидат за лекарство, открит с помощта на платформата на Atom Computing, влиза в клинични изпитвания 3-5 години по-бързо от класическите методи.
- IPO или голямо придобиване: Atom Computing става публично достояние на стойност $5-10B или се придобива от Microsoft, Amazon или Intel.
2028:
- 1 000 логически кубита: Квантовите изчисления, устойчиви на повреди, стават приложими за оптимизационни и симулационни натоварвания. Atom Computing завладява 20%+ от търговския пазар на квантови изчисления.
- Хибридна платформа Quantum-AI: Интеграцията с графичните процесори на NVIDIA и Azure AI създава хибридна квантово-класическа платформа за корпоративни AI натоварвания.
2029-2030:
- Квантово предимство в материалознанието: Системите на Atom Computing решават проблеми, свързани с откриването на материали (дизайн на батерии, свръхпроводници), които са невъзможни за класическите компютри.
- 100,000+ Qubit Systems: Системите от четвърто поколение са внедрени в национални лаборатории, големи технологични компании и изследователски институции в световен мащаб.
- Разгръщане на енергийните мрежи: Партньорството на NREL води до квантово оптимизирани системи за управление на мрежата, внедрени в САЩ и ЕС, които подобряват интеграцията на възобновяемата енергия с 30%.
🔮 Противоречива прогноза: "Поглъщане" на неутралните атоми до 2028 г.
Дипломна работа: До 2028 г. неутрално-атомните системи (Atom Computing, QuEra, Pasqal) ще надминат свръхпроводящите системи (IBM, Google, Rigetti) по разгърнат капацитет на логически кюбит.
Обосновка:
- Мащабируемост: 10× траектория на мащабиране спрямо 2-3× за свръхпроводящи
- Устойчивост: Неутралните атоми не се нуждаят от масивни хладилници за разреждане - по-лесно е да се разположат на място
- Дълга кохерентност: Намаляване на режийните разходи за корекция на грешки, което позволява по-високи съотношения между логически и физически кюбити.
- Подкрепа от Microsoft: Azure Quantum дава приоритет на Atom Computing, което им дава предимство при разпространението на корпоративни продукти
Риск: Свръхпроводимите платформи могат да постигнат пробив в производството или коригирането на грешки, който да запази водещата им роля. Но неутралните атоми имат инерция.
💡 AI Подсказка: SWOT анализ на Atom Computing
Подкана: "Извършете цялостен SWOT анализ за Atom Computing на пазара на квантови изчисления. Разгледайте: Силни страни (технология, партньорства, екип), Слаби страни (пазарна зрялост, пропуски в екосистемата), Възможности (пътна карта за мащабиране, търговски приложения, сливания и придобивания) и Заплахи (конкуренция от страна на IBM/Google, предизвикателства при финансирането, технически рискове). Включете приложими препоръки за 2026-2027 г."
💼 Част 5: Приложения и случаи на употреба в реалния свят
5.1 Откриване на лекарства и здравеопазване
Партньорство с Университета на Колорадо Аншуц:
- Цел: Квантови изчисления за персонализирана медицина, моделиране на лекарствени взаимодействия, геномика
- Предизвикателство: Класическите компютри се справят трудно с високоизмерни набори от биологични данни (сгъване на протеини, взаимодействия между лекарства и цели).
- Предимство на Atom Computing: Дългосрочната кохерентност позволява дълбоки квантови вериги за молекулярна симулация; 1 225 кюбита дават възможност за по-големи молекулярни системи
Фондация Ново Нордиск (Дания):
- Фокус: Откриване на лекарства за диабет, затлъстяване и хронични заболявания
- Система: AC1000 с 1 225 кюбита, внедрен в съоръжението QuNorth
- Очаквано въздействие: Съкращаване на сроковете за откриване на лекарства с 2-3 години; идентифициране на нови терапевтични цели
5.2 Материалознание и химия
Симулации на квантова химия:
- Приложение: Симулиране на химични реакции на квантово ниво - от съществено значение за проектирането на батерии, разработването на катализатори, свръхпроводници
- Класическо ограничение: Експоненциално нарастване на сложността с увеличаване на размера на молекулите
- Подход за атомни изчисления: Алгоритми за вариационен квантов айгенсолвер (VQE) картографират молекулярни хамилтониани върху масиви от кюбити
Пример: Литиево-въздушни батерии
- Предизвикателство: Класическите симулации не могат точно да моделират реакциите на редукция на кислорода в литиево-въздушните батерии
- Квантово решение: Системата на Atom Computing може да симулира реакционни пътища, като предвижда оптимални каталитични материали.
- Въздействие: Създаване на батерии от следващо поколение с 10 пъти по-голяма енергийна плътност от литиево-йонните
5.3 Оптимизация на енергийната мрежа
Партньорство с NREL:
- Фокус: Връзка на квантови компютри с оборудване на електропреносната мрежа
- Предизвикателство: Балансирането на търсенето и предлагането на разпределени възобновяеми енергийни източници (слънчева и вятърна енергия) изисква решаване на сложни оптимизационни задачи в реално време.
- Изчислително решение Atom: Алгоритъмът за квантова приблизителна оптимизация (QAOA) може да намери почти оптимални конфигурации на мрежата по-бързо от класическите методи
Случай на употреба: Реакция при бедствия
- Сценарий: Ураганът изключва далекопроводите; квантовата система бързо пренастройва мрежата, за да сведе до минимум прекъсванията
- Класическо време: Превръщане на часове в дни
- Квантово време: Превръщане на минути в часове
5.4 Финанси и оптимизация
Оптимизиране на портфейла:
- Проблем: Оптимизиране на разпределението на портфейла между хиляди активи със сложни ограничения (толерантност към риска, секторна експозиция, ликвидност)
- Квантово предимство: Квадратично ускорение в сравнение с класическата оптимизация; изследване на експоненциално повече комбинации от портфейли
Моделиране на риска:
- Приложение: Симулации Монте Карло за изчисляване на стойността под риск (VaR)
- Предимство на Atom Computing: Квантовите алгоритми Монте Карло намаляват броя на сценариите от милиони на хиляди при запазване на точността
⚠️ Част 6: Предизвикателства, рискове и отворени въпроси
6.1 Технически предизвикателства
1. Загуба на атоми (Изчезващи атоми)
- Проблем: Неутрални атоми понякога се измъкват от оптична пинсета по време на изчисление
- Настоящото решение: Системата за виртуализация на кюбити на Microsoft открива загуби и ги коригира, без да спира изчисленията
- Оставащото предизвикателство: Загубите трябва да намалеят с нарастването на размера на системата до над 10 000 кюбита
2. Вярност на ридберговата врата
- Статус: Двукубитови врати, използващи взаимодействията на Ридберг, постигат точност >99%, но под нивата на уловените йони (99,9%+)
- Въздействие: Изисква повече физически кюбити на логически кюбит за корекция на грешки
- Път напред: Подобрен лазерен контрол, по-добро оформяне на импулсите, намалени пречупвания
3. Мащабиране на оптичната кухина
- Предизвикателство: Поддържане на равномерни светлинни полета за над 10 000 атома в оптични кухини
- Статус: Демонстрирани са до 1 225 атома; в поколение 3 ще бъдат тествани над 10 000 атома
- Риск: Неравномерностите могат да причинят разлики в производителността на кюбита.
6.2 Пазарни и конкурентни рискове
1. Преобладаване на свръхпроводниците
- Риск: IBM и Google имат развити екосистеми (Qiskit, Cirq), широки общности от разработчици и производствена инфраструктура.
- Смекчаване: Партньорството с Microsoft осигурява екосистемата Azure Quantum; фокусирайте се върху диференцирането чрез дълга съгласуваност и мащабируемост
2. Предизвикателства пред финансирането през 2026 г.
- Контекст: Частното квантово финансиране се свива, тъй като сроковете се удължават, а първоначалният шум отслабва
- Предимство на Atom Computing: Финансирането на DARPA QBI ($15M етап B, потенциално $50M+ етап C) и партньорството с Microsoft намаляват зависимостта от VC финансиране
- Път напред: Първично публично предлагане или стратегическо придобиване от Microsoft/Amazon/Intel преди задълбочаване на зимата на финансиране
3. Пропуски в готовността за кандидатстване
- Предизвикателство: Повечето приложения изискват над 1 000 логически кюбита, които ще се появят едва през 2028-2029 г.
- Близкосрочна стратегия: Фокусиране върху пазари с ранно внедряване (откриване на лекарства, материалознание), където 50-200 логически кюбита осигуряват стойност
6.3 Отворени въпроси
- Може ли 10-кратното мащабиране да продължи и след Gen 3? Оптичните кухини дават възможност за Gen 3 (12 000 кюбита), но за Gen 4 (над 100 000) може да са необходими нови иновации.
- Ще придобие ли Microsoft Atom Computing? Задълбоченото партньорство + интеграцията на Azure + логическият успех на qubit правят придобиването логично до 2026-2027 г.
- Могат ли неутралните атоми да се сравнят със свръхпроводимите портали? Настоящата разлика (99% срещу 99,5%+) намалява, но остава предизвикателство.
- Какво ще се случи, ако финансирането на DARPA QBI не продължи? Етап Б е за една година ($15M). Финансирането на етап В не е гарантирано; Atom Computing трябва да докаже рентабилност.
🎯 Заключение: Пътят на Atom Computing към квантовото лидерство
Atom Computing се намира в критичен момент в надпреварата за квантови изчисления. С 1 225 кюбита, 24 заплетени логически кюбита, и Партньорство с Microsoft, компанията доказа, че системите с неутрални атоми не са само академични куриози - те са търговски жизнеспособни платформи, които предизвикват дуопола на свръхпроводниците.
Основни изводи:
- Технологична диференциация: Кубити с ядрен спин + оптични пинсети + оптични кухини позволяват 10x мащабиране на поколение с минимален ръст на отпечатъка/енергията.
- Логическо ръководство на кубита: 24 заплетени логически кюбита (ноември 2024 г.) и изпълнение на алгоритъм с 28 логически кюбита демонстрират готовност за коригиране на грешки.
- Стратегическо позициониране: Интеграцията на Microsoft Azure Quantum осигурява дистрибуция в предприятията; финансирането на DARPA QBI Stage B потвърждава технологията; глобалните внедрявания (Дания, Колорадо) доказват търговското търсене.
- Достоверност на пътната карта: 10-кратното мащабиране от Gen 1 (100 кюбита) до Gen 2 (1225 кюбита) потвърждава пътната карта; Gen 3 (12 000 кюбита) се планира за 2026-2027 г.
- Пазарна динамика: Системите с неутрални атоми (Atom Computing + QuEra + Pasqal) заедно представляват сериозно предизвикателство за доминиращата позиция на IBM и Google.
2026-2027 Катализатори за наблюдение:
- 100 логически кубита: Разширяване на предлагането на Azure Quantum - ще предизвика пилотни програми на Fortune 500
- DARPA QBI Етап C: Избор на финален етап (3-5 компании) с критично валидиране на финансиране от $50M+
- Стартиране на Gen 3: Система с 12 000 кюбита - ще надмине ли Atom Computing броя на кюбитите на IBM?
- Придобиване на Microsoft? Дълбоката интеграция + успехът на логическия кюбит правят придобиването все по-вероятно
- Първото лекарство, разработено по квантов метод: Партньорството между Novo Nordisk и Университета на Колорадо осигурява молекула в клиничен стадий
Окончателна присъда: Atom Computing е най-надеждният претендент за доминирането на свръхпроводящите квантови изчисления. Въпреки че IBM и Google имат предимства в екосистемата, технологията на Atom Computing предлага по-добра мащабируемост, кохерентност и устойчивост. Периодът 2026-2030 г. ще определи дали неутралните атоми ще могат да превърнат тези предимства в пазарно лидерство или свръхпроводящите системи ще запазят предимството си на първи ход.
Квантовата революция се ускорява, а Atom Computing е на път да се превърне в основен играч. Надпреварата за над 10 000 логически кюбита - и трансформиращите приложения, които те позволяват - продължава.
💡 AI Подсказка: Инвестиционна теза за Atom Computing
Подкана: "Напишете инвестиционна теза от 5 страници за Atom Computing, която да обхваща: технологична среда (неутрални атоми срещу свръхпроводими), пазарни възможности (TAM/SAM/SOM за квантови изчисления 2026-2035 г.), конкурентно позициониране (срещу IBM, Google, IonQ), финансови прогнози (приходи, маржове, капиталови изисквания), сценарии за излизане (модел за оценка на IPO, кандидати за стратегическо придобиване) и основни рискове. Включете анализ на сравними компании с IonQ, Rigetti и D-Wave."
📚 Източници и референции
- Информационен документ за Atom Computing 2025: "Високо мащабируеми квантови изчисления с неутрални атоми" - PDF връзка
- Microsoft и Atom Computing: "Рекорд за 24 заплетени логически кубита" (ноември 2024 г.) - Блог на Azure
- TechCrunch: "Microsoft и Atom Computing ще пуснат търговски квантов компютър през 2025 г." (ноември 2024 г.) - Връзка
- Съобщение за етап Б на DARPA QBI: "Atom Computing е избран за инициативата за квантов бенчмаркинг" (ноември 2025 г.) - Уебсайт на DARPA
- Norcia и др., PRX Quantum 2024: "Итеративно сглобяване на масиви от атоми на Yb-171 с оптични решетки, подсилени с кухини" - Връзка
- Reichardt et al., arXiv 2024: "Логическо изчисление, демонстрирано с квантов процесор с неутрален атом" - arXiv
- Muniz et al., arXiv 2024: "Универсални врати с висока точност в Yb-171 ядрен спин кубит в основно състояние" - arXiv
- Фондация EIFO/Novo Nordisk: "QuNorth: Най-мощният квантов компютър в света" (юли 2025 г.) - Връзка
- Университет на Колорадо Аншуц: "Партньорство за проучване на квантовите изчисления в здравеопазването" (2024 г.) - Връзка
- NREL: "Квантовите компютри вече могат да се свързват с оборудването на електропреносната мрежа" (2023) - Връзка
- Анализ на Стенли Ламан: "Защо неутралните атомни системи могат да разрушат дуопола на IBM и Google" (ноември 2025 г.) - Връзка
- Уебсайт на Atom Computing: Технологии, новини и ресурси - atom-computing.com

Кристоф Джордж AI стратег, консултант по финтех и издател на QuantumAI.co
Кристоф Джордж е опитен дигитален стратег и финтех издател с повече от десетилетие опит в пресечната точка на изкуствения интелект, алгоритмичната търговия и онлайн финансовото образование. Като движеща сила зад QuantumAI.co.com, Кристоф е подготвил и публикувал стотици експертно рецензирани статии, които изследват възхода на квантово-усилената търговия, системите за прогнозиране на пазара, базирани на AI, и инвестиционните платформи от следващо поколение.
Защо да се доверяваме на Кристоф Джордж?
✅ Опит: 10+ години в областта на финтех изданията, спазването на правилата за афилиейт и разработването на съдържание за AI.
🧠 Експертиза: Дълбоки познания за платформите за алгоритмична търговия, тенденциите в областта на квантовите изчисления и променящата се регулаторна среда.
🔍 Авторитетност: Цитирани са в блогове за индустрията, мрежи за криптопрегледи и независими форуми за наблюдение.
🛡 Достоверност: Ангажира се с проверка на факти, разкриване на измами и насърчаване на етичното приемане на AI във финансите.