⚛️ Вычисления на атомах: Квантовое масштабирование с помощью 1 225 нейтральных атомов
От оптического пинцета и ядерных спиновых квитов до 24 спутанных логических квитов с Microsoft - как нейтрально-атомная платформа Atom Computing бросает вызов дуополии сверхпроводников и ускоряет гонку отказоустойчивых квантовых вычислений
⚡ TL;DR - Почему вычисления на атомах важны в 2025 году
- Лидер масштаба: Система AC1000 с 1 225 кубитами будет поставлена в 2025 году - самый большой коммерчески доступный квантовый компьютер на нейтральных атомах.
- Партнерство Microsoft: Анонс в ноябре 2024 года: 24 спутанных логических кубита (рекорд), интеграция Azure Quantum, коммерческое развертывание с 2025 года.
- DARPA QBI Stage B: В ноябре 2025 года, наряду с IBM, Google и IonQ, был выбран для получения финансирования в размере $15M+ для изучения квантовых вычислений в масштабах предприятия.
- Нейтрально-атомное преимущество: Длительная когерентность (десятки секунд), измерение в середине цепи с немедленным сбросом, простое масштабирование 10× на поколение.
- Логический прорыв Кубита: Продемонстрирована архитектура из 64 логических кубитов, 24 спутанных, запущен алгоритм из 28 логических кубитов, доказывающий жизнеспособность коррекции ошибок.
- Глобальные развертывания: Фонд EIFO/Novo Nordisk (Дания), Университет Колорадо Аншутц (здравоохранение), NREL (энергосистема), Microsoft Azure Quantum (облако).
- Технологический ров: Оптический пинцет + оптические резонаторы обеспечивают быстрое масштабирование без увеличения физической базы/мощности. Устойчивые квантовые вычисления.
🌌 Введение: Революция нейтральных атомов
Уже много лет, сверхпроводящие кубиты доминировали в сфере квантовых вычислений - модульные чипы IBM, вехи Google в области коррекции ошибок, достижения Rigetti в области производства. Но в конце 2025 года стремительно набирает силу другая архитектура: Квантовые вычисления на нейтральных атомах.
Atom ComputingСтартап из Беркли, основанный в 2018 году доктором Беном Блумом и доктором Джонатаном Кингом, стал лидером в этой области. Их прорыв: 1 225 полностью соединенных кубитов в системе AC1000, что обеспечивается оптическими пинцетами, улавливающими отдельные атомы стронция и иттербия в программируемые 2D/3D массивы.
"Atom Computing недавно стал ведущим претендентом в гонке за отказоустойчивые квантовые вычисления благодаря своей простой способности масштабироваться до уровня производительности, необходимого для работы на уровне FTQC". - Техническое описание Atom Computing 2025
Чем отличаются нейтральные атомы?
- Масштабируемость: Atom Computing достигла 10-кратного роста числа кубитов с поколения 1 (100 кубитов) до поколения 2 (1 225 кубитов). В дорожной карте намечен еще один 10-кратный рост с каждым поколением - 12 000+ кубитов к третьему поколению.
- Длинная когерентность: Атомно-спиновые кубиты сохраняют квантовую информацию для десятки секунд (против 100-200 мкс для сверхпроводящих кубитов), что уменьшает количество ошибок и упрощает их исправление.
- Полное подключение: Массивы оптических пинцетов позволяют взаимодействовать между любыми кубитами, в отличие от топологии фиксированных решеток в сверхпроводящих системах.
- Устойчивость: При масштабировании систем физическая площадь и энергопотребление остаются относительно постоянными - нет необходимости в массивных холодильниках для разбавления или модернизации оборудования.
В ноябре 2024 года компания Atom Computing заключила партнерство с Microsoft доставлять 24 запутанных логических кубита-Это самый высокий показатель на тот момент. Эта система будет коммерчески доступна через Azure Quantum в 2025 году, что станет важной вехой в переходе от физических кубитов к отказоустойчивым логическим кубитам.
В ноябре 2025 года, DARPA выбрало Atom Computing для участия в этапе B в рамках инициативы Quantum Benchmarking Initiative (QBI), выделив до $15 миллионов на ускорение развития технологии нейтральных атомов для применения в коммунальном хозяйстве.
В этой статье мы рассмотрим, как работает технология Atom Computing, почему нейтральные атомы бросают вызов дуополии сверхпроводников и какова дорожная карта на 2025-2030 годы для этого растущего претендента на квантовые вычисления.
🔬 Часть 1: Как работают квантовые вычисления на нейтральных атомах
1.1 Физика: Оптический пинцет и ридберговские состояния
Оптический пинцет лежат в основе платформы Atom Computing. Это плотно сфокусированные лазерные лучи, которые создают "ловушки", способные удерживать отдельные нейтральные атомы на месте.
Как это работает:
- Лазерная фокусировка: Лазерный луч проходит через объектив микроскопа, создавая высококонцентрированную точку света.
- Взаимодействие света и атома: При правильной длине волны градиент интенсивности создает силу притяжения, которая увлекает атомы к фокусу.
- Массив пинцетов: Манипулируя лазерным лучом (с помощью акустооптических дефлекторов или пространственных модуляторов света), можно одновременно создавать сотни и тысячи оптических пинцетов в программируемых 2D- или 3D-конфигурациях.
Почему атомы щелочноземельных металлов (стронций, иттербий)?
Atom Computing использует стронций-87 (Sr-87) и иттербий-171 (Yb-171) потому что эти щелочноземельные атомы обладают уникальными свойствами:
- Ядерный спин: Кбит закодирован в спине ядра атома (по часовой стрелке или против). Такой выбор редко встречается в квантовых вычислениях и дает два основных преимущества:
- Нечувствительность к шуму: Ядро экранировано от внешних электромагнитных помех, что позволяет добиться очень большого времени когерентности.
- Самопроизвольный распад отсутствует: В отличие от электронных состояний, ядерно-спиновые кубиты не распадаются на более низкие энергетические состояния, что означает бесконечную теоретическую память, если контролировать шум.
- Оптический набор инструментов: Атомы щелочноземельных металлов поддерживают передовые оптические технологии (двухфотонные переходы, узкополосные лазеры), которые позволяют проводить точный контроль и измерения.
🔹 Ключевая технология #2: ридберговские взаимодействия для двухкубитных затворов
Для выполнения квантовых операций между кубитами Atom Computing использует Ридберговские состояния-Высокоэнергетические состояния, в которых электрон атома вращается по орбите далеко от ядра.
Процесс:
- Возбуждение: Лазерный импульс возбуждает атом из основного состояния в состояние Ридберга.
- Взаимодействие: В состоянии Ридберга электронное облако атома настолько велико, что оно "тянется" и сильно взаимодействует с соседними атомами (даже на микрометровых расстояниях).
- Запутывание: Это взаимодействие создает квантовую запутанность между кубитами, что позволяет использовать двухкубитные затворы (например, управляемый-NOT, управляемый-Z).
- Возвращение в исходное состояние: После срабатывания затвора атомы возвращаются в свое основное состояние, сохраняя квантовую информацию в ядерном спине.
Преимущество: Ридберг-опосредованные переходы могут осуществляться между любая пара кубитов в массиве, выбирая, какие атомы возбуждать - достигается полная связность без физических проводов.
1.2 Внутри системы AC1000: От печи до вычислений
Платформа второго поколения Atom Computing (AC1000) использует конструкция с несколькими вакуумными камерами:
🔹 Камера 1: источник атомов и охлаждение
- Духовка: Твердый образец щелочноземельного металла (стронция или иттербия) нагревается, создавая горячий поток атомов.
- Лазерное охлаждение: Сочетание лазеров и магнитных полей быстро охлаждает и замедляет атомы почти до абсолютного нуля, доводя их почти до полной остановки.
- Оптический лифт: Пара лазерных лучей переносит холодные атомы из камеры 1 в камеру 2.
🔹 Палата 2: Квантовые вычисления
- Массив водохранилища: Охлажденные атомы помещаются во вспомогательный оптический пинцетный массив, называемый "резервуаром", который может быть перезагружен в любое время.
- Вычислительный массив: Атомы перемещаются из резервуара в главный вычислительный массив, который может содержать до 1 225 атомов в системах поколения 2.
- Квантовое выполнение схем:
- Однокубитные ворота: Лазерные импульсы, направленные по месту, управляют отдельными кубитами. Гейты могут выполняться параллельно в разных рядах, что повышает эффективность вычислений.
- Двухкубитные ворота: Ридберговское возбуждение создает запутанность между парами кубитов.
- Измерение в середине цепи: Конкретные кубиты можно измерять, не мешая другим, что позволяет обнаруживать ошибки в режиме реального времени.
- Считывание: В конце цепи камера фиксирует оптическую флуоресценцию кубитов, показывая результат вычислений в виде схемы из 1 и 0.
- Немедленная перезагрузка: Кубиты повторно инициализируются и готовы к запуску другой квантовой схемы без перезагрузки всего массива - значительное преимущество в скорости.
🔧 Ключевая технология #3: Оптические резонаторы для массового масштабирования
Системы Atom Computing Gen 2 представляют оптические полости-Резонансные структуры, улавливающие свет и создающие модели стоячих волн. Эти полости позволяют:
- Масштабируемые световые поля: Вместо отдельных сфокусированных лучей оптические полости создают периодические световые поля, которые могут захватывать гораздо больше атомов.
- Рост на несколько порядков: Системы на основе резонаторов поддерживают 10 000+ кубитов без пропорционального увеличения мощности лазера или оптической сложности.
- Опубликованные работы: Норсиа и др., "Итеративная сборка массивов атомов Yb-171 с оптическими решетками, усиленными полостями", PRX Quantum, 2024.
Воздействие: Эта инновация прокладывает путь к системам поколения 3, нацеленным на 12 000-15 000 кубитов к 2026-2027 гг.
1.3 Программный стек: Системы управления и виртуализация кубитов
Atom Computing разрабатывает запатентованные системы управления которые управляют всеми операциями в рамках квантовой платформы:
- Импульсная компиляция: Квантовые схемы собираются в точные временные последовательности для лазеров, изображений, магнитов и электрооптических компонентов.
- Измерение в середине цепи: Обнаружение ошибок в реальном времени позволяет определить, в каких кубитах есть ошибки, что дает возможность логического разветвления для определения дальнейших операций.
- Обнаружение потери атомов: Одна из проблем с нейтральными атомами заключается в том, что они иногда исчезают (ускользают из ловушек). Система управления обнаруживает люминесценцию, чтобы проверить, присутствуют ли атомы, и корректирует потери без остановки вычислений.
Интеграция Microsoft: Аппаратное обеспечение Atom Computing интегрируется с Microsoft. Система виртуализации Azure Quantum, который предусматривает:
- Qubit Virtualization: Абстрагирует физические кубиты в логические, оптимизируя коррекцию ошибок для оборудования с нейтральными атомами.
- Гибридные рабочие процессы: Бесшовная интеграция с классическими ресурсами HPC и AI в Azure.
- Облачный доступ: Разработчики могут получить доступ к системам Atom Computing через Azure Quantum, не управляя оборудованием напрямую.
🏆 Часть 2: Прорывы и вехи 2024-2025 гг.
2.1 Запись: 24 запутанных логических кубита с Microsoft (ноябрь 2024 года)
В ноябре 2024 года, Microsoft и Atom Computing анонсировали большой прорыв: 24 запутанных логических кубита-На тот момент это был рекордный показатель.
"Соединив наши самые современные кубиты на нейтральных атомах с системой виртуализации кубитов Microsoft, мы теперь можем предложить надежные логические кубиты на коммерческой квантовой машине". - Бен Блум, основатель и генеральный директор компании Atom Computing
Технические детали:
- Архитектура: 20 логических кубитов, созданных из 80 физических кубитов (соотношение кодирования 4:1).
- Алгоритм: Успешно выполнили Алгоритм Бернштейна-Вазирани, который демонстрирует квантовую суперпозицию и интерференцию. Хотя этот алгоритм является доказательством концепции, он подтверждает, что логические кубиты могут выполнять вычисления с лучшая, чем физическая, точность.
- Коррекция потерь атомов: Система неоднократно обнаруживала исчезновение нейтральных атомов и корректировала потери без остановки вычислений-Впервые в квантовых вычислениях.
- Подавление ошибок: Логические кубиты показали прирост производительности по сравнению с физическими кубитами, подтверждая, что коррекция ошибок работает так, как задумано.
Почему это важно:
- Коммерческая жизнеспособность: Логические кубиты - основа отказоустойчивых квантовых вычислений. Эта демонстрация доказывает, что нейтральные атомы готовы к раннему коммерческому применению.
- Партнерство Microsoft: Интеграция с Azure Quantum обеспечивает доступ к облаку, делая технологию Atom Computing доступной для исследователей и предприятий по всему миру.
- Конкурентное позиционирование: На момент анонса это превосходило таких конкурентов, как Quantinuum (12 логических кубитов с Microsoft в сентябре 2024 года).
2.2 Система AC1000: 1 225 кубитов в коммерческой продаже (2025 год)
Система второго поколения Atom Computing, AC1000В 2025 году начнется коммерческое развертывание:
| Технические характеристики | AC1000 (поколение 2) | Система первого поколения |
|---|---|---|
| Физические кубиты | 1,225 (полностью подключено) | ~100 |
| Тип кубита | Ядерный спин (Yb-171, Sr-87) | Ядерный спин |
| Время когерентности | Десятки секунд | Десятки секунд |
| Наполнение массива | >99% (почти идеально) | ~95% |
| Измерение в середине цепи | Да, с немедленной перезагрузкой | Да |
| Логические кубиты | Продемонстрирована 64-логично-кубитная архитектура; 50+ коммерческих предложений | Н/Д |
| Доступ к облаку | Microsoft Azure Quantum | Ограниченный |
| Доступность на месте | Да (развертывание в 2025 году) | Нет |
Ключевые инновации в AC1000:
- Оптические полости: Оптические решетки с усиленным резонатором позволяют масштабировать загрузку атомов и манипулирование ими (Norcia et al., PRX Quantum 2024).
- Высокоточные ворота: Двухкбитные затворы, использующие ридберговские состояния, достигают верности >99% (Muniz et al., arXiv 2024).
- Исправление ошибок в реальном времени: Измерения в середине схемы с микросекундной задержкой позволяют динамически исправлять ошибки во время вычислений.
2.3 Выбор стадии B проекта DARPA QBI (ноябрь 2025 года)
В ноябре 2025 года, DARPA выбрало компанию Atom Computing для этапа B своей Инициатива квантового бенчмаркинга (QBI). Цель программы - определить, можно ли к 2033 году создать промышленно полезный квантовый компьютер - такой, чья вычислительная ценность превышает его стоимость.
Стадия B Подробнее:
- Финансирование: До $15 млн. за год
- Цель: Демонстрация квантовых операций в масштабах предприятия с помощью систем из нейтральных атомов
- Соревнования: 11 компаний перешли в стадию B, включая IBM, Google, IonQ, Quantinuum, QuEra (также нейтрально-атомные).
- Критерии оценки: Экономическая эффективность, масштабируемость, производительность для конкретного приложения (не только количество кубитов)
"Atom Computing продемонстрировала квантовые операции в масштабе всей страны и привлекла внимание DARPA. Программа QBI ускорит наш путь к отказоустойчивым системам". - Пресс-релиз Atom Computing, ноябрь 2025 г.
Почему DARPA выбрала атомарные вычисления:
- Масштабируемость: 10-кратный рост числа кубитов за поколение не имеет аналогов среди конкурирующих платформ
- Логический прогресс кубита: 24 запутанных логических кубита и выполнение алгоритма из 28 логических кубитов демонстрируют готовность к исправлению ошибок
- Устойчивость: Системы на основе нейтральных атомов масштабируются без увеличения физических площадей и энергопотребления
2.4 Глобальные развертывания: Дания, здравоохранение, энергетика
Вычислительные системы Atom Computing используются по всему миру для исследовательских и коммерческих целей:
🔹 QuNorth: Партнерство с Данией (июль 2025)
- Партнеры: EIFO (Европейский междисциплинарный форум) и Фонд Ново Нордиск
- Система: "Самый мощный в мире квантовый компьютер" в стадии развертывания - AC1000 с 1 225+ кубитами
- Расположение: Первая в Северном регионе квантовая система уровня 2 (устойчивость)
- Приложения: Открытие лекарств, материаловедение, оптимизация здравоохранения
🔹 Университет Колорадо Аншутц: применение в здравоохранении
- Фокус: Квантовые вычисления в здравоохранении - диагностика, персонализированная медицина, моделирование взаимодействия лекарств
- Объявление о партнерстве: 2024
- Цель: Изучение квантовых алгоритмов, способных обрабатывать сложные биологические наборы данных
🔹 NREL (Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии): Энергетическая сеть
- Фокус: Квантовые компьютеры, взаимодействующие с оборудованием электросетей
- Объявление: 2023 год (раннее партнерство)
- Приложения: Оптимизация сети, интеграция возобновляемых источников энергии, реагирование на стихийные бедствия
💡 AI Prompt: Сравните нейтральные атомы и сверхпроводящие кубиты
Примета: "Создайте подробную сравнительную таблицу между квантовыми вычислениями на нейтральных атомах (например, Atom Computing) и сверхпроводящими квантовыми вычислениями (например, IBM Quantum), включающую: время когерентности, точность затвора, масштабируемость, возможность подключения, рабочую температуру, физическую площадь и готовность к исправлению ошибок. Включите плюсы и минусы каждого подхода".
⚔️ Часть 3: Атомарные вычисления против квантового поля
3.1 Нейтрально-атомарные конкуренты: QuEra, Pasqal, Infleqtion
Компания Atom Computing не одинока в области нейтральных атомов. Несколько конкурентов разрабатывают аналогичные технологии:
| Компания | Расположение | Кубиты (2025) | Ключевой дифференцирующий фактор |
|---|---|---|---|
| Atom Computing | США (Беркли, Калифорния) | 1,225 | Кьюбиты с ядерным спином; партнерство с Microsoft; 24 логических кьюбита; DARPA QBI Stage B |
| QuEra Computing | США (Бостон, штат Массачусетс) | 256 (Aquila на Amazon Braket) | Доступ к публичному облаку; аналоговое квантовое моделирование; Гарвардский спинаут; DARPA QBI Stage B |
| Паскаль | Франция (Париж) | 100-200 (различные системы) | Европейский фокус; локальные развертывания; партнерство с Aramco (200-кубитная система в Дахране). |
| Infleqtion | США (Боулдер, штат Калифорния) | ~100 (сосредоточьтесь на зондировании) | Квантовое зондирование и навигация; атомные часы; радиочастотные апертуры; двойная направленность (вычисления + зондирование) |
Преимущества Atom Computing:
- Лидерство в подсчете кубитов: 1 225 кубитов значительно превосходят QuEra (256) и Pasqal (200).
- Логический прогресс кубита: 24 запутанных логических кубита - самый высокий показатель, продемонстрированный в системах с нейтральными атомами.
- Партнерство Microsoft: Интеграция Azure Quantum обеспечивает доступ к облаку корпоративного уровня и виртуализацию кубитов
- Кодирование ядерных спинов: Уникальный подход с превосходным временем когерентности по сравнению с кодированием в электронном состоянии
3.2 Сверхпроводящая дуополия: IBM и Google
Самой большой проблемой для Atom Computing являются не другие стартапы в области нейтральных атомов, а сверхпроводящая дуополия IBM и Google.
| Метрика | IBM Quantum | Google Quantum AI | Atom Computing |
|---|---|---|---|
| Физические кубиты (2025) | 1 121 (Кондор) | 105 (ива) | 1,225 (AC1000) |
| Логические кубиты | Цели "дорожной карты" на 2026 год | Экспоненциальное подавление ошибок (решетки 3×3 - 7×7) | 24 запутанные (запись) |
| Время когерентности | 100-200 мкс | 100-200 мкс | Десятки секунд (100,000-200,000 мкс) |
| Возможность подключения | Фиксированная сетка (ближайшие соседи) | Фиксированная сетка (ближайшие соседи) | Любо-дорого (оптический пинцет) |
| Задача масштабирования | Холодильники для разбавления; сложность проводки | Изготовление микросхем; перекрестные помехи | Загрузка атомов; верность ридберговских ворот |
| Рабочая температура | ~15 мК (милликельвин) | ~15 мК | ~1 мкК (микрокельвин, но инфраструктура комнатной температуры) |
| Потребление энергии | Высокая (зависит от количества кубитов) | Высокий | Относительно постоянная (лазеры + вакуум) |
| Зрелость рынка | Очень высокий (развернуто более 100 систем) | Высокий (ограниченный внешний доступ) | Умеренный (развернуто более 10 систем) |
Анализ:
- Atom Computing побеждает: Время когерентности, связность, энергоэффективность
- IBM/Google Win: Зрелость рынка, экосистема (программное обеспечение, партнерские отношения), производственная инфраструктура
- Дикая карта: Гонка логических кубитов: 24 запутанных логических кубита от Atom Computing (ноябрь 2024 г.) против демонстрации подавления ошибок от Google (декабрь 2025 г.). Оба подхода имеют право на существование, но масштабирование логических кубитов - важнейшее поле битвы в 2026-2027 годах.
📊 Экспертный консенсус, достигнутый осенью 2025 года
Согласно анализу Стэнли Ламана, проведенному в ноябре 2025 года:
"Самое значительное событие в quantum ai Прорывом осени 2025 года в области вычислительной техники стал не 1121-кубитный процессор от IBM или исправление ошибок от Google. Это была демонстрация Atom Computing и QuEra того, что Системы на нейтральных атомах могут масштабироваться быстрее и работать более устойчиво, чем сверхпроводящие подходы.”
3.3 Конкуренты по ловушкам ионов: IonQ, Quantinuum
Системы с захваченными ионами (IonQ, Quantinuum) предлагают третий подход с высочайшая точность затвора (99,9%+), но сталкиваются с проблемами масштабируемости:
- IonQ: ~100 кубитов в системе Aria; продемонстрирована высокая точность, но ограниченное масштабирование
- Квантинуум: ~56 кубитов (H2); 12 логических кубитов с Microsoft (сентябрь 2024 г.); сильный квантовый объем
Позиция компании Atom Computing:
- Преимущество в масштабируемости: 1 225 кубитов против ~100 у ионов в ловушке
- Компромисс между верностью и точностью: Ионы в ловушках имеют более высокую одно/двухквантовую верность ворот, но длинная когерентность Atom Computing компенсирует низкую верность за счет исправления ошибок
- Логическая гонка кубитов: Atom Computing (24 логических) против Quantinuum (12 логических) - оба достигнуты благодаря партнерству с Microsoft
🚀 Часть 4: Дорожная карта 2026-2030 и смелые прогнозы
4.1 Заявленная дорожная карта Atom Computing
Цели Atom Computing 10-кратное масштабирование кубитов за поколение:
| Поколение | Год | Физические кубиты | Логические кубиты (по оценкам) | Основные вехи |
|---|---|---|---|---|
| Ген 1 | 2021-2023 | ~100 | Н/Д | Доказательство концепции; измерение в середине цепи |
| Gen 2 (AC1000) | 2024-2025 | 1,225 | 24 запутанных; 50+ коммерческих | Партнерство с Microsoft; DARPA QBI Stage B; коммерческое развертывание |
| Ген 3 | 2026-2027 | 12,000-15,000 | 100-200 | Масштабирование оптического резонатора; применение в коммунальном хозяйстве |
| Gen 4 | 2028-2029 | 100,000+ | 1,000+ | Отказоустойчивые квантовые вычисления; коммерческое квантовое преимущество |
| Ген 5 | 2030+ | 1,000,000+ | 10,000+ | Крупномасштабные квантовые компьютеры с коррекцией ошибок; трансформационные применения |
Ключевые допущения:
- Масштабирование 10×: Благодаря технологии оптического резонатора и итерационным усовершенствованиям в загрузке/манипулировании атомами
- Накладные расходы на исправление ошибок: Предполагается ~10-100 физических кубитов на логический кубит (зависит от кода коррекции ошибок и улучшений точности)
- Поддержание согласованности: Кодирование ядерного спина сохраняет длительную когерентность при масштабировании систем
4.2 Смелые прогнозы для атомарных вычислений (2026-2030)
2026:
- 100 логических кубитов: Предложение Azure Quantum расширяется до 100+ логических кубитов, что позволяет создавать ранние приложения в области химии и материаловедения.
- Пилоты Fortune 500: 5-10 компаний из списка Fortune 500 (фармацевтика, энергетика, финансы) развертывают системы Atom Computing в локальной или облачной среде.
- DARPA QBI Stage C: Atom Computing переходит в стадию C (финальная стадия) вместе с 3-5 другими компаниями, получая дополнительное финансирование в размере $50M+.
2027:
- Запуск Gen 3: Коммерчески доступная система на 12 000 кубитов. По количеству кубитов Atom Computing превосходит IBM и Google.
- Первая молекула с квантовым дизайном: Фармацевтическая компания объявляет о том, что лекарственный кандидат, созданный с помощью платформы Atom Computing, выходит на клинические испытания на 3-5 лет быстрее, чем при использовании классических методов.
- IPO или крупное приобретение: Atom Computing выходит на биржу с оценкой $5-10B или приобретается Microsoft, Amazon или Intel.
2028:
- 1 000 логических кубитов: Отказоустойчивые квантовые вычисления становятся жизнеспособными для оптимизации и моделирования рабочих нагрузок. Atom Computing занимает 20%+ рынка коммерческих квантовых вычислений.
- Гибридная платформа Quantum-AI: Интеграция с графическими процессорами NVIDIA и Azure AI создает гибридную квантово-классическую платформу для корпоративных рабочих нагрузок AI.
2029-2030:
- Квантовое преимущество в материаловедении: Системы Atom Computing решают задачи по открытию материалов (разработка батарей, сверхпроводников), которые не под силу классическим компьютерам.
- 100 000+ Qubit Systems: Системы поколения 4 установлены в национальных лабораториях, крупных технологических компаниях и исследовательских институтах по всему миру.
- Развертывание энергетических сетей: Партнерство с NREL привело к созданию квантово-оптимизированных систем управления сетями, развернутых в США и ЕС, что улучшило интеграцию возобновляемых источников энергии на 30%.
🔮 Контраварийное предсказание: Нейтрально-атомарное поглощение к 2028 году
Диссертация: К 2028 году системы на основе нейтральных атомов (Atom Computing, QuEra, Pasqal) будут превосходить сверхпроводящие системы (IBM, Google, Rigetti). развернутая логическая емкость кубита.
Обоснование:
- Масштабируемость: Траектория масштабирования 10× против 2-3× для сверхпроводников
- Устойчивость: Нейтральные атомы не требуют массивных холодильников для разбавления - их проще развернуть в локальной сети
- Длинная когерентность: Уменьшение накладных расходов на исправление ошибок, что позволяет увеличить соотношение логических и физических кубитов
- Поддержка Microsoft: В Azure Quantum приоритет отдан Atom Computing, что дает им преимущество в распространении на предприятиях
Риск: Сверхпроводящие платформы могут совершить прорыв в производстве или исправлении ошибок, что сохранит их лидерство. Но у нейтральных атомов есть импульс.
💡 AI Prompt: SWOT-анализ компании Atom Computing
Примета: "Проведите комплексный SWOT-анализ для компании Atom Computing на рынке квантовых вычислений. Рассмотрите: Сильные стороны (технология, партнерские отношения, команда), Слабые стороны (зрелость рынка, пробелы в экосистеме), Возможности (масштабирование дорожной карты, коммерческие приложения, слияния и поглощения) и Угрозы (конкуренция IBM/Google, проблемы с финансированием, технические риски). Включите практические рекомендации на 2026-2027 годы".
💼 Часть 5: Приложения и реальные примеры использования
5.1 Открытие лекарств и здравоохранение
Партнерство Университета Колорадо Аншутц:
- Цель: Квантовые вычисления для персонализированной медицины, моделирования взаимодействия лекарств, геномики
- Вызов: Классические компьютеры с трудом справляются с высокоразмерными биологическими массивами данных (сворачивание белков, взаимодействие лекарств с мишенями)
- Преимущество вычислений Atom: Длинная когерентность позволяет использовать глубокие квантовые схемы для молекулярного моделирования; 1 225 кубитов позволяют создавать более крупные молекулярные системы
Фонд "Ново Нордиск" (Дания):
- Фокус: Поиск лекарств от диабета, ожирения и хронических заболеваний
- Система: AC1000 с 1 225 кубитами развернут на объекте QuNorth
- Ожидаемое воздействие: Сокращение сроков разработки лекарств на 2-3 года; выявление новых терапевтических мишеней
5.2 Материаловедение и химия
Моделирование в квантовой химии:
- Применение: Моделирование химических реакций на квантовом уровне - необходимо для проектирования батарей, разработки катализаторов, сверхпроводников
- Классическое ограничение: Экспоненциальный рост сложности по мере увеличения размера молекул
- Подход к вычислениям на атомах: Алгоритмы вариационного квантового анализатора (VQE) отображают молекулярные гамильтонианы на массивы кубитов
Пример: Литиево-воздушные аккумуляторы
- Вызов: Классические симуляции не могут точно моделировать реакции восстановления кислорода в литий-воздушных батареях
- Квантовое решение: Система Atom Computing может моделировать пути реакции, предсказывая оптимальные материалы для катализаторов
- Воздействие: Создание батарей следующего поколения с плотностью энергии 10× по сравнению с литий-ионными
5.3 Оптимизация энергетических сетей
Партнерство NREL:
- Фокус: Квантовые компьютеры, взаимодействующие с оборудованием электросетей
- Вызов: Балансировка спроса и предложения по распределенным возобновляемым источникам энергии (солнце, ветер) требует решения сложных оптимизационных задач в режиме реального времени
- Решение Atom Computing: Квантовый алгоритм приближенной оптимизации (QAOA) может находить близкие к оптимальным конфигурации сетки быстрее, чем классические методы
Пример использования: Реагирование на стихийные бедствия
- Сценарий: Ураган выводит из строя линии электропередач; квантовая система быстро перенастраивает сеть, чтобы минимизировать перебои в работе
- Классическое время: От часов до дней
- Квантовое время: От минут до часов
5.4 Финансы и оптимизация
Оптимизация портфеля:
- Проблема: Оптимизация распределения портфеля из тысяч активов со сложными ограничениями (допустимый риск, отраслевая принадлежность, ликвидность)
- Квантовое преимущество: Квадратичное ускорение по сравнению с классической оптимизацией; исследование экспоненциально большего числа комбинаций портфелей.
Моделирование рисков:
- Применение: Моделирование методом Монте-Карло для расчета стоимости риска (VaR)
- Преимущество вычислений Atom: Квантовые алгоритмы Монте-Карло позволяют сократить количество сценариев с миллионов до тысяч при сохранении точности
⚠️ Часть 6: Проблемы, риски и открытые вопросы
6.1 Технические проблемы
1. Потеря атомов (исчезновение атомов)
- Проблема: Нейтральные атомы иногда вылетают из оптического пинцета во время вычислений
- Текущее решение: Система виртуализации кубитов Microsoft обнаруживает потери и исправляет их без остановки вычислений
- Оставшаяся задача: Уровень потерь должен снижаться по мере увеличения размера системы до 10 000+ кубитов
2. Верность ридберговских ворот
- Статус: Двухкубитовые затворы, использующие ридберговское взаимодействие, достигают точности >99%, но ниже уровня захваченных ионов (99,9%+)
- Воздействие: Для исправления ошибок требуется больше физических кубитов на один логический кубит
- Путь вперед: Улучшенное управление лазером, лучшее формирование импульса, уменьшение перекрестных помех
3. Масштабирование оптического резонатора
- Вызов: Поддержание равномерного светового поля для 10 000+ атомов в оптических полостях
- Статус: Демонстрируется до 1 225 атомов; поколение 3 будет тестировать 10 000+ шкал
- Риск: Неоднородности могут стать причиной разброса производительности от квита к квиту
6.2 Рыночные и конкурентные риски
1. Доминирование сверхпроводников
- Риск: IBM и Google имеют развитые экосистемы (Qiskit, Cirq), обширные сообщества разработчиков и производственную инфраструктуру.
- Смягчение последствий: Партнерство Microsoft обеспечивает экосистему Azure Quantum; фокус на дифференциации за счет длительной согласованности и масштабируемости
2. Проблемы финансирования в 2026 году
- Контекст: Частное квантовое финансирование сокращается по мере увеличения сроков и угасания раннего ажиотажа
- Преимущество вычислений Atom: Финансирование DARPA QBI ($15M этап B, потенциально $50M+ этап C) и партнерство с Microsoft снижают зависимость от венчурного финансирования
- Путь вперед: IPO или стратегическое приобретение Microsoft/Amazon/Intel до наступления зимы финансирования
3. Пробел в готовности к применению
- Вызов: Для большинства приложений требуется 1000+ логических кубитов, которые появятся не раньше 2028-2029 годов.
- Стратегия на ближайшую перспективу: Сосредоточьтесь на ранних рынках (открытие лекарств, материаловедение), где ценность представляют 50-200 логических кубитов
6.3 Открытые вопросы
- Может ли 10-кратное масштабирование продолжаться после Gen 3? Оптические резонаторы позволяют создавать устройства третьего поколения (12 000 кубитов), но для четвертого поколения (100 000+) могут потребоваться новые инновации.
- Приобретет ли Microsoft компанию Atom Computing? Глубокое партнерство + интеграция с Azure + логический успех квита сделают приобретение логичным к 2026-2027 годам.
- Могут ли нейтральные атомы соответствовать верности сверхпроводящих затворов? Текущий разрыв (99% против 99,5%+) сокращается, но остается сложной задачей.
- Что произойдет, если финансирование DARPA QBI не будет продолжено? Стадия B рассчитана на один год ($15M). Финансирование этапа C не гарантировано; Atom Computing должна продемонстрировать экономическую эффективность.
🎯 Заключение: Путь Atom Computing к квантовому лидерству
Компания Atom Computing находится на переломном этапе гонки квантовых вычислений. С 1 225 кубитов, 24 запутанных логических кубита, и Партнерство с MicrosoftКомпания доказала, что системы на нейтральных атомах - это не просто академическая диковинка, а коммерчески жизнеспособная платформа, бросающая вызов дуополии сверхпроводников.
Основные выводы:
- Дифференциация технологий: Ядерно-спиновые кубиты + оптический пинцет + оптические резонаторы обеспечивают 10-кратное масштабирование на поколение при минимальной площади основания/росте энергии.
- Логическое лидерство в кубитах: 24 спутанных логических кубита (ноябрь 2024 года) и выполнение алгоритма на 28 логических кубитах демонстрируют готовность к исправлению ошибок.
- Стратегическое позиционирование: Интеграция Microsoft Azure Quantum обеспечивает корпоративное распространение; финансирование DARPA QBI Stage B проверяет технологию; глобальное развертывание (Дания, Колорадо) доказывает коммерческую востребованность.
- Дорожная карта доверия: 10-кратное масштабирование от поколения 1 (100 кубитов) до поколения 2 (1 225 кубитов) подтверждает правильность дорожной карты; поколение 3 (12 000 кубитов) намечено на 2026-2027 годы.
- Рыночный момент: Системы на нейтральных атомах (Atom Computing + QuEra + Pasqal) в совокупности представляют собой серьезный вызов доминированию IBM и Google.
2026-2027 Катализаторы, за которыми нужно следить:
- 100 логических кубитов: Расширение предложения Azure Quantum приведет к запуску пилотных программ Fortune 500
- DARPA QBI Stage C: Отбор на финальной стадии (3-5 компаний) с критической проверкой финансирования $50M+
- Запуск Gen 3: Система на 12 000 кубитов - превзойдет ли Atom Computing количество кубитов IBM?
- Приобретение Microsoft? Глубокая интеграция + успех логического квита делают приобретение все более вероятным
- Первое лекарство с квантовым дизайном: Партнерство Novo Nordisk и Университета Колорадо позволило создать молекулу, находящуюся на клинической стадии развития
Окончательный вердикт: Atom Computing - это Самый надежный соперник доминирование сверхпроводящих квантовых вычислений. Хотя IBM и Google имеют преимущества в экосистеме, технология Atom Computing предлагает превосходную масштабируемость, согласованность и устойчивость. Период 2026-2030 годов определит, смогут ли нейтральные атомы воплотить эти преимущества в лидерство на рынке - или сверхпроводящие системы сохранят свое преимущество.
Квантовая революция ускоряется, и компания Atom Computing готова стать одним из главных игроков. Гонка за 10 000 с лишним логических кубитов и за преобразующими приложениями, которые они позволяют, продолжается.
💡 AI Prompt: Инвестиционная диссертация по вычислительной технике Atom
Примета: "Напишите 5-страничный инвестиционный тезис для Atom Computing, в котором будут описаны: технологический ров (нейтральные атомы против сверхпроводящих), рыночные возможности (TAM/SAM/SOM для квантовых вычислений 2026-2035 гг.), конкурентное позиционирование (против IBM, Google, IonQ), финансовые прогнозы (выручка, маржа, потребности в капитале), сценарии выхода (модель оценки IPO, кандидаты на стратегическое приобретение) и основные риски. Включите анализ сопоставимых компаний с IonQ, Rigetti и D-Wave".
📚 Источники и ссылки
- Atom Computing Whitepaper 2025: "Высокомасштабируемые квантовые вычисления с нейтральными атомами" -... Ссылка PDF
- Microsoft и Atom Computing: "Рекорд 24 запутанных логических кубитов" (ноябрь 2024 года) -... Блог о лазури
- TechCrunch: "Microsoft и Atom Computing запустят коммерческий квантовый компьютер в 2025 году" (ноябрь 2024 года) -... Ссылка
- Объявление DARPA QBI Stage B: "Atom Computing Selected for Quantum Benchmarking Initiative" (ноябрь 2025) -. Веб-сайт DARPA
- Норсиа и др., PRX Quantum 2024: "Итеративная сборка массивов атомов Yb-171 с оптическими решетками, усиленными резонаторами". Ссылка
- Reichardt et al., arXiv 2024: "Демонстрация логических вычислений с помощью квантового процессора на нейтральном атоме" -... arXiv
- Мунис и др., arXiv 2024: "Высокоточные универсальные затворы в ядерном спиновом кубите Yb-171 в основном состоянии". arXiv
- Фонд EIFO/Novo Nordisk: "QuNorth: Самый мощный в мире квантовый компьютер" (июль 2025 года) -... Ссылка
- Университет Колорадо Аншутц: "Формируется партнерство для изучения квантовых вычислений в здравоохранении" (2024) -. Ссылка
- NREL: "Квантовые компьютеры теперь могут взаимодействовать с оборудованием электросетей" (2023) -. Ссылка
- Стэнли Ламан Анализ: "Почему нейтральные системы Atom могут изменить дуополию IBM-Google" (ноябрь 2025) -. Ссылка
- Веб-сайт компании Atom Computing: Технологии, новости и ресурсы - atom-computing.com

Кристоф Джордж Стратег AI, консультант по финтеху и издатель QuantumAI.co
Кристоф Джордж - опытный цифровой стратег и финтех-издатель с более чем десятилетним опытом работы на стыке искусственного интеллекта, алгоритмической торговли и финансового онлайн-образования. Будучи движущей силой сайта QuantumAI.co.com, Кристоф подготовил и опубликовал сотни экспертных статей, посвященных развитию квантового трейдинга, систем прогнозирования рынка на основе AI и инвестиционных платформ нового поколения.
Почему стоит доверять Кристофу Джорджу?
✅ Опыт: 10+ лет в сфере финтех-изданий, соблюдения партнерских обязательств и разработки контента AI.
🧠 Экспертиза: Глубокое знание алгоритмических торговых платформ, тенденций квантовых вычислений и развивающегося нормативно-правового ландшафта.
🔍 Авторитетность: Цитируется в отраслевых блогах, сетях криптообзоров и на независимых форумах наблюдателей.
🛡 Надежность: Занимается проверкой фактов, разоблачением мошенничества и продвижением этических норм AI в сфере финансов.