Спецпроекты

Россия потратит 23,6 миллиарда на создание квантовых процессоров четырех разных типов

8087
Бизнес Законодательство Инвестиции и M&A Интеграция Инфраструктура Маркет
В России предполагается потратить на развитие квантовых вычислений 23,6 млрд руб., из которых 1,5 млрд руб. готова вложить госкорпорация «Росатом». Основные затраты будут связаны с разработкой квантовых процессоров, причем четырех разных типов. Также запланировано создание облачной платформы для доступа к квантовых вычислениям.

Дорожная карта по развитию квантовых вычислений

В распоряжении CNews оказался проект дорожной карты по развитию технологий квантовых вычислений. Документ подготовлен госкорпорацией «Росатом» в рамках соответствующего контракта с Правительством.

В 2019 г., в рамках реализации мероприятий федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика», национальный технический университет МИСиС подготовил дорожную карту по развитию квантовых технологий в России.

В ней было выделено три субтехнологии – квантовые вычисления, квантовые коммуникации и квантовая сенсорика. По каждой из них теперь госкорпорациями подготовлены отдельные дорожные карты.

Согласно проекту дорожной карты по квантовым вычислениям, общее финансирование соответствующих мероприятий в 2020-2024 гг. должно составить 23,66 млрд руб. Из этой суммы федеральный бюджет выделит 13,25 млрд руб., внебюджетные источники – 10,4 млрд руб. Сам «Росатом», в рамках внебюджетного финансирования, выделит на развитие квантовых вычислений 1,5 млрд руб.

В России создадут квантовые процессоры четырех разных типов

Наиболее дорогостоящей частью дорожной карты является разработка квантовых процессоров нескольких типов. На эти средства будет выделено 18,6 млрд руб. Эту сумму федеральный бюджет и внебюджетные источники поделят примерно поровну: 9,12 млрд руб. и 9,49 млрд руб. (в том числе «Росатом» 1,2 млрд руб.). Квантовые процессоры с десятками кубитов без коррекции ошибок должны быть готовы до конца 2024 г., после чего начнется коммерциализация готовых устройств, созданных на их основе.

На разработку квантовых процессоров на основе сверхпроводников будет потрачено 9,87 млрд руб. Из этой суммы федеральный бюджет и внебюджетные источники выделит примерно по 5 млрд руб. каждый, в том числе «Росатом» потратит 380 млн руб. Мировой рынок квантовых процессоров на основе полупроводников с $30 млн в 2020 г. увеличится до $250 млн в 2024 г.

Меры поддержки технологий квантовых вычислений со стороны институтов развития

Тип проекта Стадия проекта Институты развития Инструменты поддержки
Малые и средние преокты (бюджетное финансирование до 500 млн руб) Идея/прототип Фонт содействия инновациями Гранты
Исследования и разработки РВК Целевая субсидия (грантовое соглашение) на возмещение затрат
Опытный/демо образец Венчурные инвестиции
Коммерциализация и масштабирование ВЭБ Венчурс Венчурные инвестиции
Роснано Венчурные инвестиции
РФРИТ Целевая субсидия (грантовое соглашение) на возмещение зафат на внедрение
Субсидирование % ставок (льготное кредитование)
Комплексные и инфраструктурные проекты (объем проекта более 1 млрд руб, бюджетное финансирование более 50 млн руб) Идея/прототип. Исследования и разработки. Опытный/демо образец РВК Целевая субсидия (трантовое соглашение) на возмещение затрат
Роснано Прямые инвестиции
Коммерциализация и маситгабированнс Сколково Целевая субсидия (грнтовое соглашение) на возмещение затрат
Экосистемные проекты Реализация совместно с Цетрами компетенций мероприятий федерального проекта: запуск образовательных программ, создание полигонов, организация технологических конкурсов, стандарттпация. формирование сертификационных центров и др.

Источник: CNews Analytics

Создание квантового процессора на основе нейтральных атомов обойдется в 2,12 млрд руб. Из этой суммы федеральный бюджет и внебюджетные источники выделят примерно по 1 млрд руб. каждый, в том числе «Росатом» 270 млн руб. Мировой рынок квантовых процессоров на основе нейтральных атомов к 2024 г. составит $100 млн.

На создание квантового процессора на основе фотонных чипов будет потрачено 2,33 млрд руб. Из этой суммы федеральный бюджет примерно по 1,1 млрд руб. каждый, в том числе «Росатом» 210 млн руб.

На создание квантового процессора на основе ионов в ловушках будет потрачено 4,29 млрд руб. Из этой суммы федеральный бюджет и внебюджетные источники выделят по 2 млрд руб. каждый, в том числе «Росатом» 340 млн руб. Объем мирового рынка квантовых процессоров данного типа к 2024 г. составит $150 млн.

Почему необходимо инвестировать сразу в несколько направлений квантовых вычислений

«В сфере квантовых вычислений лидирующие технологии менялись: недавно исполнилось 25 лет с момента появления концепции квантовых вычислений на основе ионов, с помощью этой платформы были показаны квантовые алгоритмы, - пояснил CNews один из экспертов, участвовавших в разработке дорожной карты. - Потом статус лидирующей платформы перешел к свехпроводниковым кубитам, во многом благодаря интересу и инвестициям со стороны частных компаний (например, Google и IBM). Однако сейчас о разработке ионных квантовых компьютеров также заявила крупная компания Honeywell. Кроме того, значительные инвестиции получили стартапы, развивающие квантовые вычисления на основе атомов и фотонов».

В таких условиях было бы рискованно делать ставку на какую-то одну технологию, так как к 2024 г. все может поменяться, заключает эксперт. «Механизмы, заложенные в данную дорожную карту, позволяют при необходимости детализировать целевые показатели и уточнять приоритеты по мере развития технологий», - считает собеседник издания.

Помимо квантовых компьютеров, квантовые вычисления можно осуществлять и на базе квантовых симуляторов, которые при решении определённых задач могут быть более эффективны, чем классические компьютеры. Дорожная карта предполагает создание квантовых симуляторов на основе нескольких платформ, в частности, на основе нейтральных атомов, добавляет эксперт.

Облачная платформа для квантовых вычислений

Реализация сервиса по предоставлению доступа к облачной платформе для квантовых вычислений обойдется в 1,72 млрд руб. Из этой суммы федеральный бюджет выделит 810 млн руб., внебюджетные источники – 915 млн руб. (в том числе «Росатом» - 300 млн руб.). Подразумевается предоставление облачного доступа к квантовым процессорам и сопровождение решения на нем задач.

В 2022 г. будет реализован пилотный проект на базе эмулятора и зарубежных ресурсов, в 2024 г. в проекте будут участвовать российские квантовые процессоры. Доступ, в том числе, будет осуществляться и к зарубежным платформам и вычислителям с проведением работ на коммерческой основе (консалтинговые услуги для индустрии). Мировой рынок услуг доступа к облачным платформам квантовых вычислений в 2024 г. составит $200 млн.

В том числе в рамках данного мероприятия к 2024 г. будут созданы: методы коррекции и подавления ошибок для лидирующих аппаратных платформ; квантовые алгоритмы для решения прикладных задач (оптимизация, квантовая химия, квантовое моделирование, материаловедение, большие данные): эмуляторы квантовых процессоров с реалистичными моделями декогеренции (явление, приводящее к ошибкам в ходе квантовых вычислений) для отладки квантовых алгоритмов, кодов коррекции ошибок и проведения тестирований.

Как будут оказывать поддерживать стартапам в области квантовых вычислений

В документе распределены разные меры поддержки стартапов в области квантовых вычислений. Малые и средние проекты с объемом бюджетного финансирования до 500 млн руб., представляющие из себя идеи и прототипы, будут получать гранты от Фонда содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд Бортника). Проекты на уровне исследований и разработок будут получать от «Российской венчурной компании» (РВК) целевые субсидии на возмещение затрат.

Проектам, представляющим из себя опытные и демообразцы, РВК предоставит венчурные инвестиции. Проектам, находящимся на стадии коммерциализации и масштабирования, венчурные инвестиции предоставят «Роснано» и «ВЭБ Венчурс». А Российский фонд развития информационных технологий (РФИТ) предоставит им целевые субсидии на возмещение затрат на внедрение и субсидирование процентных ставок.

Комплексные и инфраструктурные проекты с объемом финансирования более 1 млрд руб. (из которых более 500 млн руб. придется на федеральный бюджет), находящиеся на уровне прототипов, исследований и разработок и опытных образцов, получат от РВК целевые субсидии на возмещение затрат. Проектам, находящимся на стадии коммерциализации и масштабирования, «Роснано» предоставит прямые инвестиции, фонд «Сколково» - целевые субсидии на возмещение затрат.

Центр компетенций по квантовым вычислениям на базе «Росатома»

На организационные мероприятия в рамках развития квантовых вычислений федеральный бюджет потратит 1,75 млрд руб. В том числе 710 млн руб. будут направлены на создание центра компетенций и проектного офиса по квантовым вычислениям на базе «Росатома».

Под руководством проектного офиса планируется сформировать консорциум из команд – разработчиков квантовых вычислений, ведущих университетов и исследовательских центров. Также у ключевых организаций-заказчиков будут созданы центры компетенций с целью имплементации практических задач на конкретные квантовые платформы и выработки моделей бизнес-применения решений задач в сфере квантовых вычислений.

Среди компаний-партнеров авторы дорожной карты называют Сбербанк, Газпромбанк, «Ростелеком», «Ростех», «Роскосмос», «Газпромнефть», «Сибур», «Газпром», «Сургутнефтегаз», «Новатэк», «Транснефть, «Северсталь», «Норникель», «Лукойл», «Роснефть», «Аэрофлот», РЖД, «Татнефь», «Яндекс», а также Минобороны, ФСБ, МВД и Минздрав. С ними будут вестись работы по направлениям обеспечения информационной безопасности, квантовой химии и новых материалов, биомедицины, логистической оптимизации, использования больших данных и машинного обучения, финтеха и др.

Центр компетенций развития квантовых вычислений «Росатома» будет управлять портфелем проектов в сфере квантовых вычислений. В том числе сопровождение проектов и приемка результатов будут вестись выделенными менеджерами проектов Проектного офиса. А для организации международной экспертизы проектов (первоначальный отбор и уточнение заявок и ежегодная оценка результатов деятельности проектов) будет создан Международный Консультативный Совет.

Также в рамках организационных мероприятий на создание специальных фондов поддержки новых проектов в сфере квантовых вычислений и внедрения соответствующих готовых решений в России и зарубежом с участием «Росатома» будет потрачено 420 млн руб.

Развитие международной кооперации, в том числе при реализации научно-исследовательских проектов и создании совместных лабораторий, обеспечивающих реализацию конкурентных преимуществ России по сформированным научно-техническим заделам, потребует затрат в размере 565 млн руб. В том числе речь идет о создании альянсов с другими государствами, которые активно не вовлечены в развитие отрасли квантовых вычислений, но заинтересованы в получении доступа к таковым технологическим решениям.

Национальная квантовая лаборатория

На подготовку кадров в сфере квантовых вычислений федеральный бюджет выделит 420 млн руб. В том числе на привлечение иностранных специалистов будет потрачено 100 млн руб.

На формирование экосистемы для квантовых вычислений федеральный бюджет потратит 545 млн руб. В том числе на акселерацию и содействие предприятиям-разработчикам в части предоставления мер поддержки потребуются затраты в размере 175 млн руб. На создание Национальной квантовой лаборатории потребуются еще 280 млн руб.

Как отмечают авторы дорожной карты, одним из ключевых факторов по сокращению технологического отставания и консолидации научного сообщества является формирование и управлением развитием научно-технической экосистемы. Создание указанной лаборатории, как центра экосистемы, позволит эффективно осуществлять предусмотренные планом мероприятий дорожной карты научно-технические, образовательные и организационные активности, оперативно обеспечивать системную координацию работы по реализации дорожной карты, накоплению и ускоренной коммерциализации исследований и разработок.

На подготовку инфраструктуры для квантовых вычислений федеральный бюджет потратит 273 млн руб. Будет создана платформа для взаимодействия ключевых участников развития квантовых вычислений, включая научно-образовательные организации, стартапы, организации – заказчики, институты развития.

На формирование и развитие спроса и рынков сбыта федеральный бюджет выделит 340 млн руб. В том числе будет организован межотраслевой центр внедрения квантовых вычислений в деятельность отечественных корпораций, а также организованы мероприятия и хакатоны в целях преодоления технологических барьеров и формирования команда в тех областях квантовых вычислений, в которых среди участников реализации дорожной карты наблюдается дефицит собственных компетенций.

Ожидаемые результаты

Авторы дорожной карты ожидают, что по результатам реализации заложенных в документ мероприятий объем продаж российских компаний на внутреннем рынке решений на базе технологий квантовых вычислений в 2024 г. составит 150 млн руб. Интегральный показатель QTRL, отражающий уровень развития технологий квантовых вычислений, увеличится с «3» в 2019 г до максимального возможного «9» в 2030 г.

К 2030 г. в России появится как минимум один стартап-«единорог» в области квантовых вычислений с капитализацией более $1 млрд. Объем инвестиций в капитал российских компаний, производящих продукты и сервисы на базе технологий квантовых вычислений, к 2024 г. составит 2,45 млрд руб. Из них 750 млн руб. придется на посевное финансирование и 1,7 млрд руб – на венчурное финансирование.

Объем затрат на исследования и разработки российских компаний, производящих продукты и сервисы на базе технологии на базе квантовых вычислений (дополнительно к мероприятиям дорожной карты), к 2024 г. составит 6,1 млрд руб. Из них на фундаментальные и поисковые исследования будет выделено 3,7 млрд руб., на прикладные исследования – 1,5 млрд руб., на опытно-конструкторские – 900 млн руб.

Число специалистов, закончившихся магистратуру по направлениям, связанным с квантовыми вычислениям, к 2024 г. достигнет 60. В проектах, связанных с квантовыми вычислениями, будет привлечено 30 специалистов, имеющих высший рейтинг в глобальном разрезе. Также будет привлечено пять международных специалистов. Два российских вуза войдут в число 100 ведущих университетов согласно отраслевым международным рейтингам.

К 2030 г. российские юридические и физические лица зарегистрируют по процедуре РСТ (договор о патентной кооперации) 102 патента, связанных с квантовыми вычислениями. В научных журналах, индексируемых в базе данных Web of Science, российскими резидентами будет опубликовано 2,65 тыс. статей по тематике квантовых вычислений (в 2019 г. таких статей было опубликовано 240).

Доля публикаций российских резидентов по данной тематике в общемировом количестве публикаций в научных журналах, индексируемых в Web of Science, увеличится с 1% в 2019 г. до 5% в 2030 г. Средняя цитируемость публикаций российских резидентов по данной тематике увеличится с четырех в 2019 г. до восьми в 2024 г.

К 2030 г. в России будет 20 вузов, реализующих образовательные программы по направлению квантовых вычислений. Число зарегистрированных результатов интеллектуальной деятельности по направлению квантовых вычислений достигнет 60. Число зарегистрированных результатов интеллектуальной деятельности по данному направлению зарубежом достигнет 35. Количество публикаций по данному направлению в журналах с показателем Impact Factor (IF) более двух увеличится с 100 в 2019 г. до 400 в 2030 г.