"I løbet af de sidste 25 år er der sket enorme fremskridt inden for kvanteteknologier."
- Medierne skriver meget
— Kvanteteknologier tiltrækker stortopmærksomhed af flere årsager. For det første er de relateret til kvantefysik, en meget interessant videnskabelig teori, der beskriver de mindste objekter, som vi kan interagere med. Denne videnskab hjælper med at beskrive tilstanden af kvanteobjekter, samt styre dem. Konklusionerne ud fra kvantemekaniske overvejelser modsiger ofte det, vi er vant til – vores "klassiske" erfaring.
For det andet dukker de første enheder nu op ogenheder bygget på principperne om at styre individuelle kvantesystemer, og deres udvikling gør det muligt at løse problemer, som moderne supercomputere ikke kan klare. Du kan løse andre vigtige opgaver. For eksempel at transmittere information på en sådan måde, at sikkerheden er garanteret af grundlæggende fysiske love, samt at måle miljøparametre, temperatur, parametre for elektromagnetiske felter og så videre med den maksimalt tilladte nøjagtighed.
Gabet mellem forventninger fra kvanteteknologier ogder er en reel status for deres udvikling, men den er ikke kritisk. Ekspertsamfundet er ret konservativt, det taler om gradvise fremskridt og overgangen fra enkel til kompleks. Hvis man ser på, hvad der er sket de seneste 25 år, er det et kolossalt spring fremad. Inden for kvanteberegning er vi gået fra at demonstrere de grundlæggende principper for drift af forskellige typer kvanteberegningsenheder til at løse beregningsproblemer, der er utilgængelige for klassiske computere.
Alexey Fedorov
— Har du nogle markører for, at udviklingen på dette område er værd at være opmærksom på? Nu fokuserer alle på antallet af qubits - er dette en objektiv indikator?
— Antallet af qubits som en separat parameter er ikkehjælper med at vurdere status for udvikling af kvantecomputere. Hvis du er interesseret i en videnskabelig præstation og ønsker at forstå dens status, For så vidt dette eller hint resultat fortjener opmærksomhed, er der én enkel og meget korrekt opskrift - at kontrollere, at resultaterne er verificeret af det videnskabelige samfund.
For eksempel Google før demonstrationen af kvanteExcellence udarbejdede omhyggeligt en videnskabelig artikel. De arbejdede på det i lang tid, jeg tror omkring et år, for at overbevise det videnskabelige samfund om rigtigheden af konklusionerne. Artiklen blev publiceret sammen med en kolossal mængde yderligere materialer i et af de mest respekterede videnskabelige tidsskrifter. På trods af problemerne med "overophedning" og overvurdering af muligheder, ville det derfor være godt at se på status for videnskabelige publikationer om dette emne i førende tidsskrifter ved evaluering af teknologier.
Apropos antallet af qubits, fællesskabetforsøger at vælge et forståeligt tal for at forklare alle fremskridtene gennem det. Derfor ser vi publikationer om 2, 10, 15, 5.000 qubits – men hvad betyder det? Min forsigtige antagelse er, at vi i den nærmeste fremtid i stigende grad ikke vil høre om antallet af qubits, men om systemernes evne til at løse reelle problemer.
Der er en anden retning af kvanteteknologier -kvantekommunikation eller mere præcist kvantenøglefordeling. Her er andre kriterier hastigheden af nøglegenerering, evnen til at integrere kvanteløsninger i klassisk infrastruktur. Mange af dem vurderer udviklingen mere nøgternt end én metrik eller parameter.
— Hvilke teknologier på dette område interesserede dig personligt?
- Jeg startede med, at jeg var engageret i kvantekommunikation og post-kvantekryptering. Disse er to områder relateret til beskyttelse af information i en æra med udseendet af en kvantecomputer. Hvis en kvantecomputer er kraftig nok – med masser af gode qubits – vil den være i stand til at knække nogle af nutidens kryptografiske algoritmer. Vi har udviklet en ny generation af databeskyttelsesenheder, algoritmer og værktøjer, der kan imødegås af trusler ved hjælp af en kvantecomputer. Disse teknologier har allerede nået en moden fase og udvikles ikke af RCC, men af individuelle virksomheder.
Mit nuværende fokus er på kvanteberegning.Vi arbejder med at skabe algoritmer og software til fremtidige kvantecomputere. Hovedudfordringen for hele kvantealgoritmesamfundet er at forstå, om det er muligt at opnå beregningsmæssig overlegenhed i løsning af praktiske problemer med de nuværende eller fremtidige generationer af kvantecomputere.
Er datasikkerhed den eneste trussel, som kvantecomputere udgør? Eller er der andre aspekter at være bekymret over?
— Den største trussel er i retning af at ydeinformationssikkerhed. Men der er andre vanskeligheder - vi kan ikke verificere løsningen af nogle problemer ved hjælp af kvantecomputere, derfor kan vi ikke bruge dem. Men dette er ikke et unikt problem – det findes også i klassisk supercomputing. Når alt kommer til alt, hvis en supercomputer i en enkelt kopi løser et eller andet problem, hvordan verificerer man så denne løsning? I klassisk computing har folk i årtier tænkt over, hvordan man gør dette, og hvordan disse værktøjer kan tilpasses til kvantecomputere.
- Inden for AI og machine learning taler man ofte om ekstern regulering, så teknologien ikke kommer ud af kontrol. Findes der også sådanne samtaler inden for kvanteteknologier, eller er det for tidligt at tale om det?
– Maskinlæringserfaring vil være nyttig forkvantecomputere – plus eller minus taler vi om det samme. Men hvordan bruger man det? Jeg tror, vi skal stole på komplekse teknologier, selvom vi ikke helt forstår, hvordan de fungerer. Det vil være muligt at arbejde med disse løsninger, og vi kan sikre os, at de ikke skader os.
— Er du ikke bekymret for, at klodset regulering vil stoppe fremskridt på dette område?
Jeg er en teknologisk positivist. Jeg mener, at enhver teknologi på trods af risiciene primært har fordele, hvis den behandles fornuftigt.
"Første tidsskrifter forbliver neutrale - sådan som moderne videnskab burde være"
— Er det svært at håndtere kvanteteknologier i Rusland? Hvem er hovedkunden nu, hvad ønsker han at få som resultat?
— Der er en tendens til, at staten er den vigtigsteinvestor i udviklingen af kvanteteknologier. Hvis man ser på finansiering, kommer hovedparten af den gennem statslige programmer, de såkaldte køreplaner for udvikling af kvanteteknologier. De er i alle udviklede teknologiske lande - USA, EU-lande, Canada, Japan, Storbritannien, Australien, Kina.
Derudover er der en stor mængde midlerfra private virksomheder og investorer. Private penge giver dig mulighed for at bevæge dig meget hurtigere og kræver nemmere rapportering. Og på nogle områder ser vi den bedste ydeevne i startups, et eller andet sted i virksomheder, der traditionelt forbindes med computing. Tonen er sat af Google, IBM, Intel og deres partneruniversiteter.
I Rusland er tendensen til finansiering fraVi har også stater, vi har vedtaget en køreplan for udvikling af kvantecomputere, inden for hvilken der arbejdes på at bygge flere kvanteprocessorer og cloud-software. Det er betydelige midler, men alt er relativt. En dag, efter et foredrag, hvor jeg talte om finansiering, henvendte en videnskabsmand, der arbejder inden for bioteknologi, mig og undrede sig over, hvorfor så få penge i verden bruges på kvanteteknologier.
— Hvordan udvikler kvanteteknologier sig i Rusland? Er der startups, der gør dette?
- Dynamisk.Historisk set blev meget for kvanteteknologier opfundet i USSR og Rusland. Hvis man ser på Nobelpriserne, der blev uddelt for første bølge kvanteteknologier, er de forbundet med arbejde inden for lavtemperaturfysik, som blev grundlaget for moderne kvanteberegning. Vores skole og interesse er bevaret, alt er befordrende for at arbejde i denne retning. Selv ideen om en kvantecomputer af Richard Fein i USA og Yuri Mann, en sovjetisk matematiker, opstod parallelt.
Nu er planerne at udvikle et kvantejern, processorer på forskellige fysiske principper. Praksis viser, at det er muligt at bevæge sig i denne retning. Dette er et meget konkurrencepræget område, hver dag er der nye ideer, der skal reageres på. Jeg er optimistisk - du skal tilbyde noget nyt og bevæge dig i din egen retning, og ikke helt basere din udvikling på andres ideer for at indhente nogen en dag, og i fremtiden for at overhale.
Der er kvantestartups.Jeg har allerede talt om QRate og QApp, som beskæftiger sig med henholdsvis kvante- og postkvantekryptografi. Vi arbejder i øjeblikket på at lancere en startup inden for kvantecomputere.
— Er den manglende finansiering relateret til den lange planlægningshorisont inden for kvanteberegning?
— Ja, private investorer har brug for klare resultater ogpassende tidshorisonter. Offentlige investeringer giver os mulighed for at bevæge os lidt mere strategisk. Men i takt med at teknologien udvikler sig og tilpasser sig, vil disse investeringer stige og antage andre former.
— Hvordan har isolation fra det internationale samfund af videnskabsmænd påvirket dit arbejde?
— Der var en meget turbulent periode, som sattekolleger i en ret vanskelig situation. Men vi var og forbliver åbne for interaktion. Vanskeligheder og forhindringer dukkede op fra den anden side - ofte blev de pålagt af administrative regler. Men på det seneste ser jeg en positiv tendens. Vi fortsatte de fælles artikler og værker, som vi planlagde med kolleger. Jeg håber, at dette fortsætter.
Det er svært at forudsige, men vi har en ret lang tidhorisont for fælles arbejdsplanlægning. Mens det er muligt at flytte efter planen, men der er udskejelser - nogle gange skriver forskere mærkelige kommentarer om behovet for at bekræfte eller afvise involvering i visse politiske ideer. Men generelt forbliver de førende tidsskrifter neutrale – sådan som moderne videnskab burde være. For eksempel har russiske videnskabsmænd på det seneste fortsat med at publicere i publikationer fra American Physical Society. Alt er bevaret, alt fungerer.
”Nogle siger, at ingen har brug for kvanteteknologier. Andre - at de kan løse ethvert problem"
- Er der nogle misforståelser eller unøjagtigheder, som du oftest fanger dit øje?
- Den vigtigste er polariteten i meninger om kvanteteknologier. Nogle siger, at ingen har brug for kvantecomputere, at det aldrig vil fungere, og at kvantecomputere ikke kan bygges. Sådanne videnskabelige artikler bliver fortsat offentliggjort den dag i dag. Og der er hyperoptimistiske kolleger, som forsøger at bruge en kvantecomputer til alt og løse eventuelle problemer.
Begge ekstreme synspunkter gør migrådvildhed, men der er også en fornuftig holdning. Vi har stadig grund til at tro, at en kvantecomputer vil give acceleration i en eller anden klasse af problemer. Jeg går ind for en balanceret tilgang, fokuseret på at teste hypoteser, og hvis nogle af dem ikke bekræftes, er der ikke noget galt i det, det er bare hypoteser.
Det er også sjovt, at fysikere tilsyneladende er i hjertetromantik. Derfor vælger de nogle gange ikke de mest succesrige navne til videnskabelige værker eller fænomener. For eksempel er der kvanteteleportation. Spørgsmålet opstår ofte: er det muligt at teleportere en person ved hjælp af kvanteteleporteringsmetoder? Men vi må forstå, at kvanteteleportation ikke er den fysiske bevægelse af masse fra et punkt til et andet, men overførsel af kvantetilstande.
Mange udtryk, der optræder i det videnskabeligesamfund, skal du forklare ordentligt. For eksempel er kvantepseudo-telepati et fuldstændig videnskabeligt fænomen. Eller for eksempel også kvante homøopati. Hvis man ser på alt dette med et uforberedt øje, kan der opstå forvirring. Men i dette tilfælde er begreberne meget fjernt forbundet med den kanoniske definition af telepati og homøopati.
— Kan almindelige mennesker røre ved kvantecomputere?
— Ja, skriv en grundlæggende kvantealgoritme ogat se, at det er muligt at fremskynde løsningen af problemet på denne måde. Skønheden ved sådanne algoritmer er, at de er ret enkle og smukke. De kan bruges til at forstå, hvordan kvanteberegning fungerer, til at se betydningen af sammenfiltring og superposition i løsning af problemer.
Eller du kan komme på udflugt til russerenkvantecenter, for at se på hvilket stadium disse teknologier er, hvordan de udvikles af et helt hold af forskere, før de bliver til enheder, der rent faktisk bruges i praksis.
— Hvorfor er du teknooptimist? Hvilke argumenter har du for, at teknologien ikke vil skade os?
- Det skyldes i høj grad, at alting ikke haren klar side. Historien viser, at den samme videnskabelige præstation eller teknologi kan bruges på forskellige måder. For eksempel har atomteknologi givet os både energi og en ny type våben.
Men jeg er optimist, fordi de positive aspekterteknologi vil stadig blive brugt til at opnå overordnede fremskridt. Dette fungerer også med kvantecomputere - enheder og teknologier, der kan beskytte data, dukker op meget hurtigere end en kvantecomputer, der kan hacke hvad som helst. Sådanne trin vil hjælpe med at neutralisere de negative aspekter og maksimere fordelene - dette vil fungere med både maskinlæring og bioteknologier. Derfor er jeg overbevist om, at vi vil bruge kvantecomputere netop til at løse de sværeste problemer, som menneskeheden står over for i dag.
Læs mere:
Arkæologer har officielt bekræftet legenderne fra Bibelen
Det viste sig, hvad der sker med kroppens celler, når hjertet dør
Starlink-signal hacket til at blive brugt som et alternativ til GPS