“Durante los últimos 25 años, ha habido un tremendo progreso en las tecnologías cuánticas."
— Los medios escriben mucho.
— Las tecnologías cuánticas atraen grandesatención por varias razones. En primer lugar, están relacionados con la física cuántica, una teoría científica muy interesante que describe los objetos más pequeños con los que podemos interactuar. Esta ciencia ayuda a describir los estados de los objetos cuánticos, así como a gestionarlos. Las conclusiones extraídas de las consideraciones mecánicas cuánticas a menudo contradicen lo que estamos acostumbrados: nuestra experiencia "clásica".
En segundo lugar, ahora están apareciendo los primeros dispositivos ydispositivos construidos sobre los principios de controlar sistemas cuánticos individuales, y su desarrollo hace posible resolver problemas que las supercomputadoras modernas no pueden resolver. Puedes resolver otras tareas importantes. Por ejemplo, para transmitir información de forma que la seguridad esté garantizada por leyes físicas fundamentales, así como para medir parámetros ambientales, temperatura, parámetros de campos electromagnéticos, etc. con la máxima precisión permitida.
La brecha entre las expectativas de las tecnologías cuánticas yhay un estado real de su desarrollo, pero no es crítico. La comunidad de expertos es bastante conservadora, habla de un progreso gradual y de la transición de lo simple a lo complejo. Si observa lo que ha sucedido en los últimos 25 años, es un salto colosal hacia adelante. En el campo de la computación cuántica, hemos pasado de demostrar los principios básicos de funcionamiento de varios tipos de dispositivos de computación cuántica a resolver problemas computacionales inaccesibles para las computadoras clásicas.
aleksey fedorov
— ¿Tiene algún indicador de que el desarrollo en esta área sea digno de atención? Ahora todo el mundo se centra en la cantidad de qubits: ¿es este un indicador objetivo?
— El número de qubits como parámetro separado no esayuda a evaluar el estado del desarrollo de la computación cuántica. Si está interesado en algún logro científico y desea comprender su estado, no dude en contactarnos. En cuanto a si tal o cual resultado merece atención, existe una receta simple y muy correcta: comprobar que los resultados hayan sido verificados por la comunidad científica.
Por ejemplo, Google antes de la demostración de cuánticaExcelencia preparó cuidadosamente un artículo científico. Trabajaron en ello durante mucho tiempo, creo que alrededor de un año, para convencer a la comunidad científica de la exactitud de las conclusiones. El artículo fue publicado junto con una cantidad colosal de materiales adicionales en una de las revistas científicas más respetadas. Por lo tanto, a pesar de los problemas de "sobrecalentamiento" y sobreestimación de oportunidades, al momento de evaluar tecnologías, sería bueno mirar el estado de las publicaciones científicas sobre este tema en revistas líderes.
Hablando de la cantidad de qubits, la comunidadtrata de elegir un número comprensible para explicar todo el progreso a través de él. Por lo tanto, vemos publicaciones sobre 2, 10, 15, 5000 qubits, pero ¿qué significa esto? Mi suposición cautelosa es que en un futuro cercano escucharemos cada vez más no sobre la cantidad de qubits, sino sobre la capacidad de los sistemas para resolver problemas reales.
Hay otra dirección de las tecnologías cuánticas:comunicaciones cuánticas o, más precisamente, distribución de claves cuánticas. En este caso, otros criterios son la velocidad de generación de claves y la capacidad de integrar soluciones cuánticas en la infraestructura clásica. Muchos de ellos evalúan los acontecimientos con más seriedad que una métrica o parámetro.
— ¿Qué tecnologías de esta área le interesaron personalmente?
- Empecé con el hecho de que me dedicaba a la cuántica.comunicaciones y criptografía poscuántica. Se trata de dos áreas relacionadas con la protección de la información en la era de la aparición de un ordenador cuántico. Si una computadora cuántica es lo suficientemente poderosa, con muchos qubits buenos, podrá descifrar algunos de los algoritmos criptográficos actuales. Hemos estado desarrollando una nueva generación de dispositivos, algoritmos y herramientas de protección de datos que pueden ser contrarrestados por amenazas utilizando una computadora cuántica. Estas tecnologías ya han alcanzado una fase madura y no están siendo desarrolladas por la RCC, sino por empresas individuales.
Mi enfoque actual está en la computación cuántica.Trabajamos en el campo de la creación de algoritmos y software para futuras computadoras cuánticas. El principal desafío para toda la comunidad de algoritmos cuánticos es comprender si es posible lograr superioridad computacional en la resolución de problemas prácticos con las generaciones actuales o futuras de computadoras cuánticas.
¿Es la seguridad de los datos la única amenaza que plantean las computadoras cuánticas? ¿O hay otros aspectos de los que preocuparse?
— La principal amenaza está en la dirección de proporcionarseguridad de información. Pero hay otras dificultades: no podemos verificar la solución de algunos problemas con la ayuda de computadoras cuánticas, por lo tanto, no podemos usarlas. Pero este no es un problema único: también existe en la supercomputación clásica. Después de todo, si una supercomputadora en una sola copia resuelve algún problema, ¿cómo verificar esta solución? En la computación clásica, la gente ha estado pensando durante décadas sobre cómo hacer esto y cómo estas herramientas pueden adaptarse a la computación cuántica.
- En el campo de la IA y el aprendizaje automático, se suele hablar de regulación externa para que la tecnología no se salga de control. ¿Existen tales conversaciones sobre tecnologías cuánticas también, o es demasiado pronto para hablar de ello?
– La experiencia de aprendizaje automático será útil paracomputadoras cuánticas: más o menos estamos hablando de lo mismo. Pero, ¿cómo usarlo? Creo que debemos confiar en tecnologías complejas, incluso si no entendemos completamente cómo funcionan. Será posible trabajar con estas soluciones y podemos asegurarnos de que no nos perjudiquen.
— ¿No le preocupa que una regulación torpe detenga el progreso en esta área?
Soy un positivista tecnológico. Creo que cualquier tecnología, a pesar de los riesgos, tiene principalmente ventajas si se trata con sensatez.
"Las principales revistas se mantienen neutrales, como debería ser la ciencia moderna"
— ¿Es difícil lidiar con las tecnologías cuánticas en Rusia? ¿Quién es el cliente principal ahora, qué quiere obtener como resultado?
— Hay una tendencia a que el Estado sea el principalinversor en el desarrollo de tecnologías cuánticas. Si observa la financiación, la mayor parte proviene de programas gubernamentales, las llamadas hojas de ruta para el desarrollo de tecnologías cuánticas. Están en todos los países tecnológicos desarrollados: EE. UU., países de la UE, Canadá, Japón, Gran Bretaña, Australia, China.
Además, hay una gran cantidad de fondosde empresas privadas e inversores. El dinero privado le permite moverse mucho más rápido y requiere informes más fáciles. Y en algunas áreas, vemos el mejor desempeño en las nuevas empresas, en algún lugar de las corporaciones tradicionalmente asociadas con la informática. El tono lo marcan Google, IBM, Intel y sus universidades asociadas.
En Rusia, la tendencia hacia la financiación deTambién tenemos estados, hemos adoptado una hoja de ruta para el desarrollo de la computación cuántica, dentro de la cual se está trabajando para construir varios procesadores cuánticos y software en la nube. Son fondos importantes, pero todo es relativo. Un día, después de una conferencia en la que hablé sobre financiamiento, un científico que trabaja en biotecnología se me acercó y me preguntó por qué se gasta tan poco dinero en el mundo en tecnologías cuánticas.
— ¿Cómo se están desarrollando las tecnologías cuánticas en Rusia? ¿Hay startups haciendo esto?
- Dinámico.Históricamente, gran parte de las tecnologías cuánticas se inventaron en la URSS y Rusia. Si observa los premios Nobel que se otorgaron por las tecnologías cuánticas de primera ola, están asociados con el trabajo en el campo de la física de baja temperatura, que se convirtió en la base de la computación cuántica moderna. Nuestra escuela e interés se han conservado, todo es propicio para trabajar en esta dirección. Incluso la idea de una computadora cuántica de Richard Fein en los EE. UU. y Yuri Mann, un matemático soviético, surgió en paralelo.
Ahora los planes son desarrollar un sistema cuánticohierro, procesadores en varios principios físicos. La práctica demuestra que es posible avanzar en esta dirección. Esta es un área muy competitiva, todos los días hay nuevas ideas a las que es necesario responder. Soy optimista: debe ofrecer algo nuevo y moverse en su propia dirección, y no basar completamente sus desarrollos en las ideas de otras personas para ponerse al día con alguien algún día y en el futuro para adelantar.
Hay startups cuánticas.Ya he hablado de QRate y QApp, que se ocupan de la criptografía cuántica y poscuántica, respectivamente. Actualmente estamos trabajando en el lanzamiento de una startup en el campo de la computación cuántica.
— ¿La falta de financiación está relacionada con el largo horizonte de planificación de la computación cuántica?
— Sí, los inversores privados necesitan resultados claros yhorizontes temporales adecuados. La inversión pública nos permite movernos un poco más estratégicamente. Pero a medida que la tecnología se desarrolle y se adapte, estas inversiones aumentarán y adoptarán otras formas.
— ¿Cómo ha afectado su trabajo el aislamiento de la comunidad científica internacional?
— Hubo un período muy turbulento, que pusocolegas en una posición bastante difícil. Pero estábamos y seguimos estando abiertos a la interacción. Del otro lado surgieron dificultades y obstáculos, a menudo impuestos por normas administrativas. Pero últimamente veo una tendencia positiva. Continuamos esos artículos y trabajos conjuntos que planeamos con colegas. Espero que esto continúe.
Es difícil de predecir, pero tenemos un tiempo bastante largo.horizonte de planificación del trabajo conjunto. Si bien es posible moverse de acuerdo con el plan, pero hay excesos, a veces los investigadores escriben comentarios extraños sobre la necesidad de confirmar o negar la participación en ciertas ideas políticas. Pero, en general, las principales revistas se mantienen neutrales, como debería ser la ciencia moderna. Por ejemplo, últimamente los científicos rusos han seguido publicando en publicaciones de la American Physical Society. Todo se conserva, todo funciona.
“Algunos dicen que nadie necesita tecnologías cuánticas. Otros, que pueden solucionar cualquier problema".
- ¿Hay conceptos erróneos o inexactitudes que le llaman la atención con más frecuencia?
- La principal es la polaridad de opiniones sobre cuántica.tecnologías Algunos dicen que nadie necesita la computación cuántica, que nunca funcionará y que las computadoras cuánticas no se pueden construir. Tales artículos científicos continúan publicándose hasta el día de hoy. Y hay colegas hiperoptimistas que intentan usar una computadora cuántica para todo y resolver cualquier problema.
Ambos puntos de vista extremos me hacendesconcierto, pero también hay una posición sensata. Todavía tenemos motivos para creer que una computadora cuántica proporcionará aceleración en algún tipo de problemas. Estoy a favor de un enfoque equilibrado, centrado en probar hipótesis, y si algunas de ellas no se confirman, no hay nada de malo en ello, son sólo hipótesis.
También es curioso que los físicos aparentemente estén en el fondoromance. Por lo tanto, a veces no eligen los nombres más exitosos para trabajos o fenómenos científicos. Por ejemplo, existe la teletransportación cuántica. A menudo surge la pregunta: ¿es posible teletransportar a una persona utilizando métodos de teletransportación cuántica? Pero debemos entender que la teletransportación cuántica no es el movimiento físico de una masa de un punto a otro, sino la transferencia de estados cuánticos.
Muchos términos que aparecen en la cienciacomunidad, es necesario explicar adecuadamente. Por ejemplo, la pseudotelepatía cuántica es un fenómeno completamente científico. O, digamos, también la homeopatía cuántica. Si miras todo esto con un ojo desprevenido, puede surgir el desconcierto. Pero en este caso, los términos están muy distantemente relacionados con la definición canónica de telepatía y homeopatía.
— ¿Puede la gente común tocar las computadoras cuánticas?
— Sí, escribe un algoritmo cuántico básico ypara ver que es posible acelerar la solución del problema de esta manera. La belleza de tales algoritmos es que son bastante simples y hermosos. Se pueden usar para comprender cómo funciona la computación cuántica, para ver el papel del entrelazamiento y la superposición en la resolución de problemas.
O puedes venir en una excursión al rusocentro cuántico, para ver en qué etapa se encuentran estas tecnologías, cómo son desarrolladas por todo un equipo de científicos antes de convertirse en dispositivos que realmente se usan en la práctica.
— ¿Por qué eres un tecnooptimista? ¿Qué argumentos tienes para que la tecnología no nos haga daño?
- Esto se debe en gran parte al hecho de que no todo tieneun lado claro. La historia muestra que el mismo logro científico o tecnología puede utilizarse de diferentes maneras. Por ejemplo, la tecnología nuclear nos ha proporcionado tanto energía como un nuevo tipo de armamento.
Pero soy optimista porque los aspectos positivosLa tecnología seguirá utilizándose para lograr un progreso general. Esto también funciona con la computación cuántica: los dispositivos y tecnologías que pueden proteger los datos aparecerán mucho antes que una computadora cuántica que pueda piratear cualquier cosa. Estas medidas ayudarán a neutralizar los aspectos negativos y maximizar los beneficios; esto funcionará tanto con el aprendizaje automático como con las biotecnologías. Por tanto, estoy convencido de que utilizaremos los ordenadores cuánticos precisamente para resolver los problemas más difíciles a los que se enfrenta hoy la humanidad.
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