"على مدى السنوات الـ 25 الماضية ، كان هناك تقدم هائل في تقنيات الكم."
— وسائل الإعلام يكتب كثيرا
- تقنيات الكم تجذب الكثيرالاهتمام لعدة أسباب. أولاً ، إنها مرتبطة بفيزياء الكم ، وهي نظرية علمية مثيرة جدًا للاهتمام تصف أصغر الأشياء التي يمكننا التفاعل معها. يساعد هذا العلم في وصف حالات الأشياء الكمية ، وكذلك إدارتها. غالبًا ما تتناقض الاستنتاجات المستخلصة من اعتبارات ميكانيكا الكم مع ما اعتدنا عليه - تجربتنا "الكلاسيكية".
ثانيًا ، الأجهزة الأولى تظهر الآن والأجهزة المبنية على مبادئ التحكم في الأنظمة الكمية الفردية ، وتطويرها يجعل من الممكن حل المشكلات التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة التعامل معها. يمكنك حل المهام الهامة الأخرى. على سبيل المثال ، لنقل المعلومات بطريقة تضمن الأمن بموجب القوانين الفيزيائية الأساسية ، وكذلك لقياس المعلمات البيئية ودرجة الحرارة ومعلمات المجالات الكهرومغناطيسية وما إلى ذلك بأقصى قدر من الدقة المسموح بها.
الفجوة بين التوقعات من تقنيات الكم وهناك وضع حقيقي لتطورهم ، لكنه ليس حرجًا. مجتمع الخبراء متحفظ للغاية ، ويتحدث عن التقدم التدريجي والانتقال من البسيط إلى المعقد. إذا نظرت إلى ما حدث خلال السنوات الخمس والعشرين الماضية ، فستجد أنها قفزة هائلة إلى الأمام. في مجال الحوسبة الكمومية ، انتقلنا من إظهار المبادئ الأساسية لتشغيل أنواع مختلفة من أجهزة الحوسبة الكمومية إلى حل المشكلات الحسابية التي لا يمكن الوصول إليها من قبل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.
أليكسي فيدوروف
- هل لديكم أي مؤشرات على أن التنمية في هذا المجال تستحق الاهتمام؟ الآن يركز الجميع على عدد الكيوبتات - هل هذا مؤشر موضوعي؟
- عدد البتات الكمومية كمعلمة منفصلة ليس كذلكيساعد في تقييم حالة تطور الحوسبة الكمومية. إذا كنت مهتمًا بأي إنجاز علمي وترغب في فهم وضعه، وبقدر ما تستحق هذه النتيجة أو تلك الاهتمام، هناك وصفة واحدة بسيطة وصحيحة للغاية - للتأكد من أن النتائج قد تم التحقق منها من قبل المجتمع العلمي.
على سبيل المثال ، جوجل قبل مظاهرة الكمالتميز أعد بعناية مقال علمي. لقد عملوا عليها لفترة طويلة ، أعتقد حوالي عام ، لإقناع المجتمع العلمي بصحة الاستنتاجات. تم نشر المقال مع كمية هائلة من المواد الإضافية في واحدة من أكثر المجلات العلمية احتراما. لذلك ، على الرغم من مشاكل "الانهاك" والمبالغة في تقدير الفرص ، عند تقييم التقنيات ، سيكون من الجيد النظر إلى حالة المنشورات العلمية حول هذا الموضوع في المجلات الرائدة.
بالحديث عن عدد الكيوبتات ، المجتمعيحاول اختيار رقم واحد مفهوم لشرح كل التقدم من خلاله. لذلك ، نرى منشورات حول 2 ، 10 ، 15 ، 5000 كيوبت - لكن ماذا يعني هذا؟ وافتراضي الحذر هو أنه في المستقبل القريب سوف نسمع بشكل متزايد ليس عن عدد الكيوبتات ، ولكن عن قدرة الأنظمة على حل المشكلات الحقيقية.
هناك اتجاه آخر لتقنيات الكم -الاتصالات الكمومية، أو بشكل أكثر دقة، توزيع المفتاح الكمي. المعايير الأخرى هنا هي سرعة توليد المفاتيح، والقدرة على دمج الحلول الكمومية في البنية التحتية الكلاسيكية. يقوم الكثير منهم بتقييم التطورات بشكل أكثر واقعية من مقياس أو معلمة واحدة.
— ما هي التقنيات في هذا المجال التي أثارت اهتمامك شخصيًا؟
- لقد بدأت بحقيقة أنني كنت منخرطًا في الكمالاتصالات والتشفير اللاحق الكمي. هذان مجالان يتعلقان بحماية المعلومات في عصر ظهور الكمبيوتر الكمومي. إذا كان الكمبيوتر الكمومي قويًا بدرجة كافية - مع الكثير من الكيوبتات الجيدة - فسيكون قادرًا على كسر بعض خوارزميات التشفير الحالية. لقد عملنا على تطوير جيل جديد من أجهزة وخوارزميات وأدوات حماية البيانات التي يمكن مواجهتها بالتهديدات باستخدام الكمبيوتر الكمومي. لقد وصلت هذه التقنيات بالفعل إلى مرحلة النضج ويتم تطويرها ليس من قبل RCC ، ولكن من قبل الشركات الفردية.
تركيزي الحالي هو على الحوسبة الكمومية.نحن نعمل في مجال إنشاء الخوارزميات والبرمجيات لأجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية. التحدي الرئيسي الذي يواجه مجتمع الخوارزميات الكمومية بأكمله هو فهم ما إذا كان من الممكن تحقيق التفوق الحسابي في حل المشكلات العملية مع الأجيال الحالية أو المستقبلية من أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
هل أمن البيانات هو التهديد الوحيد الذي تشكله أجهزة الكمبيوتر الكمومية؟ أم أن هناك جوانب أخرى يجب الاهتمام بها؟
- التهديد الرئيسي في اتجاه العطاءأمن المعلومات. لكن هناك صعوبات أخرى - لا يمكننا التحقق من حل بعض المشكلات بمساعدة أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، وبالتالي لا يمكننا استخدامها. لكن هذه ليست مشكلة فريدة - فهي موجودة أيضًا في الحوسبة الفائقة الكلاسيكية. بعد كل شيء ، إذا كان الكمبيوتر العملاق في نسخة واحدة يحل بعض المشاكل ، فكيف تتحقق من هذا الحل؟ في الحوسبة الكلاسيكية ، كان الناس يفكرون منذ عقود في كيفية القيام بذلك وكيف يمكن تكييف هذه الأدوات للحوسبة الكمومية.
- في مجال الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي ، غالبًا ما يتم الحديث عن التنظيم الخارجي حتى لا تخرج التكنولوجيا عن السيطرة. هل هناك مثل هذه المحادثات في تقنيات الكم أيضًا ، أم أنه من السابق لأوانه الحديث عنها؟
- ستكون تجربة التعلم الآلي مفيدة لـأجهزة الكمبيوتر الكمومية - زائد أو ناقص نحن نتحدث عن نفس الشيء. لكن كيف تستخدمه؟ أعتقد أننا بحاجة إلى الوثوق بالتقنيات المعقدة ، حتى لو لم نفهم تمامًا كيفية عملها. سيكون من الممكن العمل مع هذه الحلول ويمكننا التأكد من أنها لا تضر بنا.
- ألا تخشون أن يوقف التنظيم الخرقاء التقدم في هذا المجال؟
أنا وضع تكنولوجي. أعتقد أن أي تقنية ، على الرغم من المخاطر ، لها مزايا بشكل أساسي إذا تم التعامل معها بحكمة.
"تظل المجلات الرائدة محايدة - الطريقة التي ينبغي أن يكون عليها العلم الحديث"
- هل من الصعب التعامل مع تقنيات الكم في روسيا؟ من هو العميل الرئيسي الآن ، ما الذي يريد الحصول عليه نتيجة لذلك؟
- هناك اتجاه أن الدولة هي الرئيسيةالمستثمر في تطوير تقنيات الكم. إذا نظرت إلى التمويل ، فإن الجزء الأكبر منه يأتي من خلال البرامج الحكومية ، أو ما يسمى بخرائط الطريق لتطوير التقنيات الكمية. هم في جميع البلدان التكنولوجية المتقدمة - الولايات المتحدة الأمريكية ودول الاتحاد الأوروبي وكندا واليابان وبريطانيا العظمى وأستراليا والصين.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك مبلغ كبير من التمويلمن الشركات الخاصة والمستثمرين. تتيح لك الأموال الخاصة التحرك بشكل أسرع وتتطلب إعداد تقارير أسهل. وفي بعض المناطق ، نرى أفضل أداء في الشركات الناشئة ، في مكان ما في الشركات المرتبطة تقليديًا بالحوسبة. تم تحديد النغمة من قبل Google و IBM و Intel والجامعات الشريكة لهم.
في روسيا ، فإن الاتجاه نحو التمويل منلدينا أيضًا حالات ، لقد اعتمدنا خارطة طريق لتطوير الحوسبة الكمومية ، والتي من خلالها يجري العمل لبناء العديد من المعالجات الكمومية والبرامج السحابية. هذه أموال كبيرة ، لكن كل شيء نسبي. ذات يوم ، بعد محاضرة تحدثت فيها عن التمويل ، اقترب مني عالم يعمل في مجال التكنولوجيا الحيوية وتساءل عن سبب إنفاق القليل من المال في العالم على تقنيات الكم.
- كيف تتطور تقنيات الكم في روسيا؟ هل هناك شركات ناشئة تفعل هذا؟
- متحرك.تاريخياً ، تم اختراع الكثير من التقنيات الكمومية في الاتحاد السوفياتي وروسيا. إذا نظرت إلى جوائز نوبل التي مُنحت لتقنيات الموجة الأولى الكمومية ، فهي مرتبطة بالعمل في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة ، والتي أصبحت أساس الحوسبة الكمومية الحديثة. تم الحفاظ على مدرستنا واهتمامنا ، كل شيء يفضي إلى العمل في هذا الاتجاه. حتى فكرة الكمبيوتر الكمومي لريتشارد فين في الولايات المتحدة ويوري مان ، عالم الرياضيات السوفيتي ، نشأت بالتوازي.
الآن الخطط لتطوير الكمالحديد والمعالجات على مختلف المبادئ الفيزيائية. تظهر الممارسة أنه من الممكن التحرك في هذا الاتجاه. هذا مجال تنافسي للغاية ، كل يوم هناك أفكار جديدة يجب الرد عليها. أنا متفائل - عليك أن تقدم شيئًا جديدًا وتتحرك في اتجاهك الخاص ، ولا تبني تطوراتك بالكامل على أفكار الآخرين من أجل اللحاق بشخص ما في يوم من الأيام ، وفي المستقبل لتتجاوزها.
هناك شركات ناشئة كمية.لقد تحدثت بالفعل عن QRate وQApp، اللذين يتعاملان مع التشفير الكمي وما بعد الكمي، على التوالي. نعمل حاليًا على إطلاق شركة ناشئة في مجال الحوسبة الكمومية.
- هل نقص التمويل مرتبط بأفق التخطيط الطويل في الحوسبة الكمومية؟
- نعم ، يحتاج المستثمرون من القطاع الخاص إلى نتائج واضحة وآفاق زمنية مناسبة. يسمح لنا الاستثمار العام بالتحرك بشكل أكثر استراتيجية. ولكن مع تطور التكنولوجيا وتكييفها ، ستزداد هذه الاستثمارات وتتخذ أشكالًا أخرى.
- كيف أثر العزلة عن المجتمع الدولي للعلماء على عملك؟
- كانت هناك فترة مضطربة للغاية مما وضعالزملاء في موقف صعب نوعًا ما. لكننا كنا وما زلنا منفتحين على التفاعل. ظهرت صعوبات وعقبات من الجانب الآخر - غالبًا ما كانت تفرضها القواعد الإدارية. لكني أرى اتجاهًا إيجابيًا مؤخرًا. واصلنا تلك المقالات والأعمال المشتركة التي خططنا لها مع الزملاء. آمل أن يستمر هذا.
من الصعب التكهن ، لكن لدينا فترة طويلة إلى حد ماأفق تخطيط العمل المشترك. في حين أنه من الممكن التحرك وفقًا للخطة ، إلا أن هناك تجاوزات - يكتب الباحثون أحيانًا تعليقات غريبة حول الحاجة إلى تأكيد أو نفي التورط في أفكار سياسية معينة. لكن بشكل عام ، تظل المجلات الرائدة محايدة - كما ينبغي أن يكون العلم الحديث. على سبيل المثال ، واصل العلماء الروس مؤخرًا النشر في منشورات الجمعية الفيزيائية الأمريكية. كل شيء محفوظ ، كل شيء يعمل.
"يقول البعض أنه لا أحد يحتاج إلى تقنيات الكم. الآخرين - أنهم قادرون على حل أي مشكلة"
- هل هناك أي مفاهيم خاطئة أو معلومات غير دقيقة تلفت انتباهك غالبًا؟
- العامل الرئيسي هو استقطاب الآراء حول الكمالتقنيات. يقول البعض أن لا أحد يحتاج إلى الحوسبة الكمومية ، وأنها لن تعمل أبدًا ، وأن الحواسيب الكمومية لا يمكن بناؤها. يستمر نشر مثل هذه المقالات العلمية حتى يومنا هذا. وهناك زملاء مفرطون في التفاؤل يحاولون استخدام الكمبيوتر الكمومي في كل شيء وحل أي مشاكل.
كلا وجهتي النظر المتطرفتين تجعلنيالحيرة، ولكن هناك أيضا موقف معقول. لا يزال لدينا سبب للاعتقاد بأن الكمبيوتر الكمي سيوفر تسريعًا في بعض فئات المشكلات. أنا مع المنهج المتوازن، والتركيز على اختبار الفرضيات، وإذا لم يتم التأكد من بعضها فلا حرج في ذلك، فهي مجرد فرضيات.
ومن المضحك أيضًا أن الفيزيائيين هم على ما يبدو في القلبرومانسي. لذلك، يختارون في بعض الأحيان الأسماء الأكثر نجاحا للأعمال العلمية أو الظواهر. على سبيل المثال، هناك النقل الآني الكمي. غالبًا ما يُطرح السؤال: هل من الممكن نقل شخص ما باستخدام طرق النقل الآني الكمي؟ لكن يجب علينا أن نفهم أن النقل الكمي الآني ليس الحركة المادية للكتلة من نقطة إلى أخرى، ولكنه نقل الحالات الكمومية.
العديد من المصطلحات التي تظهر في العلمالمجتمع ، عليك أن تشرح بشكل صحيح. على سبيل المثال ، التخاطر الزائف الكمي هو ظاهرة علمية تمامًا. أو ، على سبيل المثال ، المعالجة المثلية الكمية أيضًا. إذا نظرت إلى كل هذا بعيون غير مستعدة ، فقد تنشأ الحيرة. لكن في هذه الحالة ، ترتبط المصطلحات بشكل بعيد جدًا بالتعريف القانوني للتخاطر والمعالجة المثلية.
- هل يستطيع الناس العاديون لمس أجهزة الكمبيوتر الكمومية؟
- نعم ، اكتب خوارزمية كمومية أساسية ولنرى أنه من الممكن تسريع حل المشكلة بهذه الطريقة. يكمن جمال هذه الخوارزميات في أنها بسيطة وجميلة للغاية. يمكن استخدامها لفهم كيفية عمل الحوسبة الكمومية ، لمعرفة دور التشابك والتراكب في حل المشكلات.
أو يمكنك الذهاب في رحلة إلى روسيامركز الكم ، لمعرفة المرحلة التي تمر بها هذه التقنيات ، وكيف يتم تطويرها بواسطة فريق كامل من العلماء قبل أن تصبح أجهزة تُستخدم فعليًا في الممارسة.
- لماذا أنت متفائل تقني؟ ما الحجج التي لديك أن التكنولوجيا لن تضر بنا؟
- هذا يرجع إلى حد كبير إلى حقيقة أن كل شيء ليس لديهجانب واحد واضح. يُظهر التاريخ أنه يمكن استخدام نفس الإنجاز العلمي أو التكنولوجيا بطرق مختلفة. على سبيل المثال ، منحتنا التكنولوجيا النووية الطاقة ونوعًا جديدًا من الأسلحة.
ولكنني متفائل لأن الجوانب الإيجابيةوسيستمر استخدام التكنولوجيا لتحقيق التقدم الشامل. ينطبق هذا أيضًا مع الحوسبة الكمومية، حيث ستظهر الأجهزة والتقنيات التي يمكنها حماية البيانات في وقت أسرع بكثير من ظهور الكمبيوتر الكمي الذي يمكنه اختراق أي شيء. ستساعد مثل هذه الخطوات في تحييد الجوانب السلبية وتعظيم الفوائد - وسيعمل هذا مع كل من التعلم الآلي والتقنيات الحيوية. لذلك، أنا مقتنع بأننا سنستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية على وجه التحديد لحل أصعب المشاكل التي تواجهها البشرية اليوم.
قراءة المزيد:
أكد علماء الآثار رسمياً الأساطير من الكتاب المقدس
اتضح ما يحدث لخلايا الجسم عند موت القلب
تم اختراق إشارة Starlink لاستخدامها كبديل لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)