У лабораторії на західній околиці Парижа, де річка Сена тече широко та ковзає повз скляні фасади будівель та квітучі вишневі дерева, технік на ім’я Ремі виконує деякі корективи за допомогою гайкового ключа.

Машина, каскад золотих та срібних циліндрів, що спускаються крізь хмару дротів, є кріостатом, пристроєм, який охолоджує настільки, що уповільнює активність навіть на молекулярному рівні.

Мінус 273 градуси Цельсія в циліндрі внизу. Температура, при якій навіть найдрібніші частинки залишаються нерухомими. Ізоляція від зовнішнього світу повна.

У цьому циліндрі розміщено невеликий корпус, знову ж таки золотого та срібного кольору, в який вставлено чіп.

Цей чіп — ще одна, крихітніша коробочка, всередині якої відбувається явище, відкрите Альбертом Ейнштейном та іншими фізиками, що кидає виклик механіці світу, в якому ми живемо: квантовий стрибок, коли частинки змінюють енергетичні рівні передбачуваним, відтворюваним і, здавалося б, неможливим чином.

Навколо нас є кілька вертикальних циліндрів, схожих на безліч водонагрівачів різного розміру. Усі вони містять кріостати, подібні до того, з яким возиться Марсель. О, і ці машини мають ще одну назву. Це квантові комп’ютери.

Це французька компанія з виробництва квантових комп’ютерів Alice & Bob. У найближчі кілька місяців вона також відкриє набагато більший об’єкт на північ від Парижа вартістю 50 мільйонів доларів (37 мільйонів фунтів стерлінгів) з випробувальним центром для випробування все більших і більших машин, а також чистим приміщенням, де вона виготовлятиме власні чіпи.

«Аліса та Боб» може звучати як компанія з виробництва морозива, але команда з 200 осіб віком від 20 до 30 років, яку ви бачите навколо цього стартапу, займається дуже серйозною науковою діяльністю і незабаром, каже співзасновник і генеральний директор Тео Пероннін, також займатиметься серйозним бізнесом.

«Фізики раніше сумнівалися в можливості використання дивної поведінки частинок у квантовому світі. Зараз вони цього не роблять.

Тепер ми знаємо, що вони працюють, і через кілька років у нас будуть надійні квантові комп’ютери, які ми зможемо підключити до високопродуктивних комп’ютерів (HPC) у центрах обробки даних, щоб експоненціально збільшити їхню обчислювальну потужність», — каже Пероннін.

«Йдеться не про те, щоб бути швидшим. Йдеться про те, щоб бути настільки різко швидшим, що ви зміните те, що можливо. Ми зможемо вирішувати проблеми, які абсолютно нерозв’язні за допомогою класичних комп’ютерів», — каже він.

Наприклад? «Це зробить медицину точною наукою». Він лише наполовину жартує. «Наразі розробка нових ліків — це значною мірою питання спроб і помилок».

Завдяки квантовим комп’ютерам можна буде проводити масивні обчислення, щоб побачити, як різні молекули реагують одна з одною, і з’ясувати, що працює, а з якими побічними ефектами.

Отже, приз для компанії, яка першою створить надійний квантовий комп’ютер у такому масштабі, потенційно величезний. Це буде «переможець отримує все», як це було для класичних комп’ютерів та IBM, прогнозує Пероннін. І, на його думку, є велика ймовірність того, що його або інша французька компанія стане цим переможцем.

Найбільшою перешкодою в квантових обчисленнях є крихкість, яка призводить до помилок.

Звичайні комп’ютери використовують електрику в кремнієвих чіпах для проведення обчислень.

У квантових комп’ютерах це робиться за допомогою кубітів, де в кожному кубіті маніпулюють квантовими властивостями окремого електрона або фотона.

Великий виклик для дослідників полягає в тому, що кубіти втрачають свої делікатні квантові стани (декогерують) через шум повсякденного світу.

Більшість підходів борються з цим за допомогою масової надмірності, пояснює Пероннін: тисячі фізичних кубітів на кожен «логічний» кубіт, використовуючи те, що він називає «більшістю голосів» для виправлення помилок. Винагородою за це є вражаючий масштаб і вартість.

Аліса та Боб обрали інший підхід. Їхні «котячі кубіти» (названі на честь кота Шредінгера) розроблені для автономного виправлення деяких помилок.

«Це вбудовано за конструкцією», — каже Пероннін. «Ми знайшли спосіб безперервної компенсації втрат».

Теоретично це значно зменшить складність процесу та вартість порівняно з їхніми конкурентами з великою надмірністю.

Пероннін зазначає, що великі гравці переходять до подібних ідей: Google придбав Atlantic Quantum, а інші прагнуть створити аналоги котячих кубітів. За словами Перонніна, Alice & Bob тепер стоїть «пліч-о-пліч» зі своїми американськими конкурентами.

Вони є одними з «національних чемпіонів» Франції в рамках програми PROQCIMA, урядової ініціативи з розробки корисного квантового комп’ютера.

І Франція має набагато більше, ніж Alice & Bob. Фактично, її компанії представляють разом весь спектр типів кубітів – усі шляхи, які, як сподіваються фізики, приведуть до першого надійного та надпотужного квантового комп’ютера.

«Якщо подивитися на світ квантових обчислень у Франції, то зараз у нас є шість компаній, і дві створюються», — каже Олів’є Езратті, науковець, чий 1500-сторінковий збірник «Розуміння квантових технологій» є популярним для безкоштовного завантаження в Інтернеті.

Він каже, що є ще чотири «важливі» французькі компанії з квантових обчислень: Pasqal, Quandela, Quobly та C12.

Ерзатті каже, що у них є одна спільна перевага. «Більшість з них знаходяться у дуже вигідному становищі щодо вартості машини та енергетичних витрат», — каже він.

В інших частинах Європи найбільшим гравцем є фінська IQM, яка в лютому оголосила, що стане першою європейською квантовою компанією, що котирується на біржі.

У Великій Британії є два значних гравці: Oxford Quantum Circuits (OQM) та розробники квантових операційних систем Riverlane.

IQM та Pasqal вже мають квантові комп’ютери, які сприяють встановленню високопродуктивних обчислень (HPC) по всій Європі.

Деякі французькі компанії вже встановили квантові комп’ютери в таких компаніях, як компанія промислової продукції Air Liquide. Незабаром це станеться і з Alice & Bob.

Їхні машини ще не готові виконати обіцянку квантових обчислень.

Але їхнє впровадження у ширший світ означає, що можна навчити спільноту спеціалістів, які будуть готові використовувати реальний пристрій, коли це станеться.

«На даний момент машина, яку ми маємо, не потужніша за ваш телефон», — каже Пероннін. «Ми знаходимося на рівній частині експоненціальної кривої».

У квантових перегонах Франція має кілька сильних сторін.

У таких навчальних закладах, як École Polytechnique та École Normale Supérieure, викладання фізики є одним з найкращих у світі.

«За останні кілька років три Нобелівські премії отримали лише французькі фізики!» — каже Пероннін. За його словами, це критично важливо, оскільки тут напрочуд рівні умови гри.

«Зрештою, це математичний виклик. Немає жодної несправедливої ​​переваги від застарілих технологій, таких як класичні обчислення чи щось подібне, тому немає причин соромитися».

Головний виклик, каже Пероннін, — це зібрати капітал. «Але Європа точно не бідна, і це технологічна можливість для Європи трохи перетасувати карти в рамках автономної стратегії та нашої здатності мати провідних економічних гравців», — каже він.

Існує сильне відчуття, що хоча Європа пропустила шлях у багатьох технологічних революціях останніх років, принаймні коли йшлося про перехід від дослідницької до промислової стадії, цього разу все може бути інакше.

«У нас є все необхідне, щоб перемогти. Йдеться про віру в себе. Ми, як французи, завжди трохи насміхаємося з надмірної самовпевненості американців, але тут нам потрібно бути трохи оптимістичними. Інакше нічого не станеться, і це було б справді прикро, бо наразі ми перебуваємо в набагато кращому становищі, ніж хтось міг подумати».