На конференции «Цифровая индустрия промышленной России» (ЦИПР - 2026), которая завершает свою работу сегодня в Нижнем Новгороде, прошла сессия Госкорпорации «Росатом» «Время первых: квантовые вычисления для реального сектора». Дискуссия объединила представителей органов государственной власти, а также различных отраслей - машиностроения, атомной энергетики, банковского сектора, телекоммуникаций и ритейла. Участники сессии поделились опытом реализации пилотных программ внедрения квантовых вычислений, направленных на обеспечение стратегических преимуществ в бизнесе и успешную конкуренцию российских промышленных компаний на рынке.
Модератором дискуссии выступила директор по квантовым технологиям Госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева.
В своем вступительном слове она отметила важность текущего этапа раннего применения квантовых вычислений. В настоящее время ученые совместно с представителями производства проводят научно-исследовательскую работу, определяя приоритетные зоны технологического развития, в которых применение квантовых вычислений даст зримый практический эффект и конкурентные преимущества для бизнеса.
Екатерина Солнцева пояснила, что базой для старта квантовой практики стали результаты реализации дорожной карты по квантовым вычислениям. В будущем наша страна может получить преимущество в области применения квантовых вычислений:
«За пять лет мы смогли не только сократить отставание, но и вплотную приблизиться к квантовым лидерам. Сейчас в мире существуют только три страны, у которых есть действующие квантовые вычислители на четырёх основных платформах - это США, Китай и Россия. Также в 2024 году наша страна вошла в число первых шести государств, которые преодолели важный рубеж размерности созданных квантовых вычислителей в 50 кубитов. Сейчас в нашей стране есть семь прототипов квантовых вычислителей, три из которых уже преодолели планку в 70 кубитов, что демонстрирует хороших мировой уровень.
Мы также параллельно развиваем программное обеспечение. В зарождающейся квантовой индустрии известно приблизительно 100 типов квантовых алгоритмов, из которых примерно 20 считаются основными, а остальные 80 их модификациями. У нас есть российские версии всех основных квантовых алгоритмов и порядка 30 модификаций. То есть стек квантового программного обеспечения покрыт у нас уже достаточно хорошо. И сейчас мы приходим к тому, чтобы научиться использовать имеющиеся наработки для практических задач.
Это действительно первые шаги, но именно за ними возможно будущее преимущество Российской Федерации в практическом применении квантовых вычислений. Мы можем получить «премию» первых пользователей и занять высокие позиции, сочетая наши квантовые компетенции и компетенции в цифровизации промышленности, которые страна усилила за последние годы».
Замглавы Минцифры России Александр Шойтов назвал квантовые вычисления потенциально прорывной технологией. По его словам, уже сейчас есть квантовые компьютеры с определённой размерностью. Однако тот, у кого получится создать квантовый компьютер с миллионном кубитов, получит серьезные преимущества. Таким образом, наиболее важным является создание вычислителя с большим числом правильно связанных кубитов и обеспечение коррекции возможных ошибок так, чтобы вычислитель мог давать принципиальное квантовое преимущество. Это самая главная задача, заключил замминистра.
Александр Шойтов также отметил, что уже появляются примеры раннего применения квантовых вычислений. И здесь необходимо научиться работать с квантовыми компьютерами в 50, 70, 100 кубитов, увязывая их и между собой, и с обычным компьютером так, чтобы это давало существенное квантовое превосходство. Это задача алгоритмическая, ее можно решить уже сейчас.
Алексей Федоров, ученый Квантового проекта, вице-президент АО «Газпромбанк», заметил, что говорить об экономических эффектах применения квантовых технологий следует с расчетом на перспективу - «это получится не сразу». Вместе с тем, квантовые технологии следует обсуждать не только в разрезе денег и эффектов, но, прежде всего, с пониманием их роли в обеспечении конкурентоспособности технологии и науки, которая будет определять будущую экономику.
«Сегодня я не могу не почувствовать произошедший фазовый переход: если года четыре назад на панельной дискуссии ЦИПРа мы сами перечисляли задачи, которые квантовый компьютер будет решать, то сейчас уже представители индустрий дают нам десятки заданий, которые нужно брать в работу. Это значит, что мы приближаемся к практической фазе развития квантовых вычислений.
Банки и финансовые институты могут с разных сторон смотреть на квантовые технологии. Первая - со стороны инвестора. С 2014 года Газпромбанк поддерживает Российский квантовый центр, а также ряд компаний, которые развивают квантовые вычисления, квантовые коммуникации, квантовую сенсорику и постквантовую криптографию.
Вторая сторона — банк как пользователь квантовых технологий. Сегодня банки оперируют огромным количеством данных. От скорости и качества их обработки напрямую зависит конкурентоспособность. Поэтому цифровые сервисы и решения на разных принципах банки адаптируют достаточно быстро. Большая часть из потенциальных применений квантовых вычислений в финансовой сфере связана с решением оптимизационных задач. Это задачи планирования, оптимизации финансовых портфелей, оптимизации предложений по разным финансовым инструментам для наших клиентов. На большом масштабе улучшения на промежуточном этапе, даже на несколько процентов, прямо переводятся в измеримый экономический эффект. А при переходе к полноценным квантовым вычислениям мы ожидаем, что эффект будет ещё больше. Также банку важны задачи, связанные с защитой информации, поэтому у нас есть пилотные проекты по квантовому распределению ключей и постквантовой криптографии. И готовим инфраструктуру использования квантово-вдохновлённых алгоритмов и постквантовой криптографии.
Третий аспект — это стать центром экспертизы для наших клиентов, которые заинтересованы в решении сложных вычислительных задач. У нас много клиентов из разных отраслей промышленности, и то, что мы сами понимаем, что такое квантовые технологии, используем их и можем рассказать об этом – это наше важное конкурентное преимущество. Что касается возможности заработать деньги на использовании квантовых технологий, скажу, что это получится. Но не сразу. Квантовые технологии - это про конкурентоспособность технологии, науки, которая будет составлять будущую экономику».
Вице-президент по цифровизации и информационным технологиям Топливного дивизиона Госкорпорации «Росатом» Евгений Гаранин подчеркнул, что сегодня пилотное применение квантово-вдохновлённых алгоритмов позволяет создать технологический задел к моменту создания индустриальных квантовых компьютеров. Также он рассказал про первый опыт применения квантовых вычислений в решении производственных задач дивизиона:
«Данный подход тестировался на двух задачах: оптимизации сквозной производственной программы и составлении расписания выпуска изделий на конкретном заводе. Для крупного машиностроительного дивизиона важно построение оптимальных производственных расписаний, учитывающих все уровни планирования — от управляющей компании до цеха. Применив квантово-вдохновлённый подход, мы получили скорость и точность расчётов, не уступающие показателям классического солвера.
Наш опыт позволяет предположить, что большой потенциал будет иметь адаптация подобной методологии к ресурсоёмким расчётным моделям: даже в современных CAE-системах вычисления могут длиться сутками. В области искусственного интеллекта можно выделить два направления: ускорение обучения ML-моделей и решение проблемы нехватки данных с использованием новых вычислительных принципов. Отдельный интерес представляет применение квантовых вычислений для моделирования новых материалов. Это создаёт предпосылки для перехода от натурных экспериментов к виртуальным испытаниям, где ключевую роль в формировании модели сплава могут сыграть квантовые алгоритмы».
Директор по цифровизации ПН «Прорыв» Андрей Федоровский рассказал, что на примере решения первых прикладных задач команда «Прорыва» убедилась в том, что квантовые алгоритмы работают:
«В прошлом году уже на квантовом вычислителе мы решили небольшую прикладную задачу теплопроводности. Да, пока мы произвели расчеты в отношении маленькой задачи, которую тот же «Логос» (САЕ-система «Росатома») может считать на классических ЭВМ намного эффективнее. Но это проверка самой технологии.
Почему мы идём в квантовые вычисления? Из 500 самых мощных в мире суперкомпьютеров около 200 находится в США, десятки в других странах, а наша страна обладает только пятью-шестью. Такое неравенство в расчётных мощностях уже становится критическим. И понятно, что в обозримом будущем шансов сократить этот разрыв мало - а квантовые вычисления дают нам такой шанс. Проект «Прорыв» очень наукоёмкий. Для современной науки в принципе критична возможность быстро и хорошо считать. И сейчас у нас есть окно возможностей – квантовые технологии могут позволить нам сделать определенный рывок и установить паритет по возможностям расчётов.
Мы рассчитываем к концу 2027 года получить уже прикладное решение задачи топливообеспечения наших быстрых реакторов. С учётом того, что у нас много реакторов, много заводов, сложная логистика, нам нужен хороший инструмент для решения этой оптимизационной задачи. Вот как раз квантовые технологии нам этот инструмент должны дать. Ну и возможности решения других задач с помощью квантовых вычислений - теплопроводности, сложных химических задач, поиска новых способов проведения химических реакций – нами тоже исследуются».
Главный директор по цифровым технологиям Группы компаний «Магнит» Вячеслав Кубаев в своем выступлении пояснил, что ритейл смотрит на программу внедрения квантовых вычислений как на программу квантовой оптимизации. И начиная заниматься квантовыми технологиями сегодня, компания повышает культуру организации по работе с оптимизационными задачами.
«В ритейле достаточно большое количество трудных задач, у которых нет полиноминальных алгоритмов, которые за полиноминальное время решают задачу оптимизации с ростом размерности. И мы бы хотели перестроить архитектуру этих задач в такую модель, в которой сейчас работают классические соулверы (приложения для вычислений – прим.), а в момент, когда будет доступен квантовый сопроцессор либо какой-то облачный QP, мы заменим классические вычисления на этот сопроцессор с квантовыми вычислениями, и у нас не будет необходимости переписывать приложения.
То есть мы покупаем опциональность готовности к вычислительному скачку. У «Магнита» есть достаточно большой массив для того, чтобы начинать заниматься такими задачами и проблемами. У нас больше 33 000 торговых точек по стране, мы находимся более чем 5 000 населённых пунктов, у нас работают почти 400 тыс. сотрудников. И это не просто большое количество данных - это огромное количество ежедневных дискретных решений, которые необходимо принимать. Что и куда везти, как размещать, какими должны быть ассортимент и ценовое предложение — этим всем мы управляем. Все это даёт нам мандат начинать заниматься квантовыми вычислениями».
Вячеслав Кубаев отдельно рассказал о результатах реализованного с «Росатомом» пилотного проекта по применению квантовых вычислений:
«Для пилотного проекта мы с «Росатомом» взяли одну очень прикладную, практическую задачу - выравнивание временных рядов по пополнению магазинов с распределительных центров. Мы прошли через анализ применимости квантовых вычислений, квантово-вдохновлённых алгоритмов, посмотрели, где может работать квантовое машинное обучение, посмотрели на классические способы решения этой задачи, построили несколько прототипов и поняли, какой результат может дать такой алгоритм. И к применению этого алгоритма мы будем готовы, когда появится квантовый вычислитель.
Цифры тоже достаточно значимы. Мы по ряду метрик на 30—40% повысили на пилоте качество этой модели. Это, конечно, материально в масштабе Магнита. Кроме того, мы с коллегами посмотрели более широко, составили так называемую карту Problem-instences, где квантовые технологии вообще по цепочке ретейла могут быть применимы, где мы можем рассчитывать квантовое превосходство по мере возникновения прикладных решений. И получилась довольно внушительная системная карта, которая закрывает много таких, знаете, центровых зон создания ценностей в ритейле».