« Au cours des 25 dernières années, les technologies quantiques ont fait d'énormes progrès."
— Les médias écrivent beaucoup
— Les technologies quantiques attirent de grandsattention pour plusieurs raisons. Premièrement, ils sont liés à la physique quantique, une théorie scientifique très intéressante qui décrit les plus petits objets avec lesquels nous pouvons interagir. Cette science aide à décrire les états des objets quantiques, ainsi qu'à les gérer. Les conclusions tirées des considérations de mécanique quantique contredisent souvent ce à quoi nous sommes habitués - notre expérience "classique".
Deuxièmement, les premiers appareils font leur apparition etdispositifs construits sur les principes de contrôle des systèmes quantiques individuels, et leur développement permet de résoudre des problèmes que les supercalculateurs modernes ne peuvent pas résoudre. Vous pouvez résoudre d'autres tâches importantes. Par exemple, pour transmettre des informations de manière à ce que la sécurité soit garantie par des lois physiques fondamentales, ainsi que pour mesurer les paramètres environnementaux, la température, les paramètres des champs électromagnétiques, etc. avec la précision maximale autorisée.
L'écart entre les attentes des technologies quantiques etil y a un état réel de leur développement, mais ce n'est pas critique. La communauté d'experts est assez conservatrice, elle parle de progrès graduel et de passage du simple au complexe. Si vous regardez ce qui s'est passé au cours des 25 dernières années, c'est un bond en avant colossal. Dans le domaine de l'informatique quantique, nous sommes passés de la démonstration des principes de fonctionnement de base de divers types de dispositifs informatiques quantiques à la résolution de problèmes de calcul inaccessibles aux ordinateurs classiques.
Alexeï Fedorov
— Avez-vous des marqueurs indiquant que le développement dans ce domaine est digne d'attention ? Maintenant, tout le monde se concentre sur le nombre de qubits - est-ce un indicateur objectif ?
— Le nombre de qubits en tant que paramètre distinct n'est pasaide à évaluer l’état du développement de l’informatique quantique. Si vous êtes intéressé par une réalisation scientifique et souhaitez comprendre son statut, Pour autant que tel ou tel résultat soit digne d'attention, il existe une recette simple et très correcte : vérifier que les résultats ont été vérifiés par la communauté scientifique.
Par exemple, Google avant la démonstration du quantumExcellence a soigneusement préparé un article scientifique. Ils y ont travaillé pendant longtemps, je pense environ un an, pour convaincre la communauté scientifique de l'exactitude des conclusions. L'article a été publié avec une quantité colossale de documents supplémentaires dans l'une des revues scientifiques les plus respectées. Par conséquent, malgré les problèmes de "surchauffe" et de surestimation des opportunités, lors de l'évaluation des technologies, il serait bon de regarder l'état des publications scientifiques sur ce sujet dans les principales revues.
En parlant du nombre de qubits, la communautéessaie de choisir un nombre compréhensible pour expliquer tous les progrès à travers celui-ci. Par conséquent, nous voyons des publications sur 2, 10, 15, 5 000 qubits - mais qu'est-ce que cela signifie ? Mon hypothèse prudente est que dans un avenir proche, nous entendrons de plus en plus parler non pas du nombre de qubits, mais de la capacité des systèmes à résoudre de vrais problèmes.
Il existe une autre direction des technologies quantiques -communications quantiques ou, plus précisément, distribution de clés quantiques. Ici d'autres critères sont la rapidité de génération des clés, la capacité à intégrer des solutions quantiques dans l'infrastructure classique. Beaucoup d’entre eux évaluent les évolutions avec plus de sobriété qu’une seule mesure ou paramètre.
— Quelles technologies dans ce domaine vous ont personnellement intéressé ?
- J'ai commencé par le fait que j'étais engagé dans le quantiquecommunications et cryptographie post-quantique. Ce sont deux domaines liés à la protection de l'information à l'ère de l'apparition d'un ordinateur quantique. Si un ordinateur quantique est assez puissant, avec beaucoup de bons qubits, il sera capable de casser certains des algorithmes cryptographiques d'aujourd'hui. Nous avons développé une nouvelle génération de dispositifs, d'algorithmes et d'outils de protection des données qui peuvent être contrés par des menaces utilisant un ordinateur quantique. Ces technologies ont déjà atteint une phase de maturité et sont développées non pas par le RCC, mais par des entreprises individuelles.
Je me concentre actuellement sur l'informatique quantique.Nous travaillons dans le domaine de la création d'algorithmes et de logiciels pour les futurs ordinateurs quantiques. Le principal défi pour l'ensemble de la communauté des algorithmes quantiques est de comprendre s'il est possible d'atteindre une supériorité informatique dans la résolution de problèmes pratiques avec les générations actuelles ou futures d'ordinateurs quantiques.
La sécurité des données est-elle la seule menace que représentent les ordinateurs quantiques ? Ou y a-t-il d'autres aspects à craindre?
— La principale menace est de fournirsécurité des informations. Mais il existe d'autres difficultés - nous ne pouvons pas vérifier la solution de certains problèmes à l'aide d'ordinateurs quantiques, nous ne pouvons donc pas les utiliser. Mais ce n'est pas un problème unique - il existe également dans le calcul intensif classique. Après tout, si un supercalculateur en un seul exemplaire résout un problème, alors comment vérifier cette solution ? En informatique classique, les gens réfléchissent depuis des décennies à la manière de procéder et à la manière dont ces outils peuvent être adaptés à l'informatique quantique.
- Dans le domaine de l'IA et de l'apprentissage automatique, on parle souvent de régulation externe pour que la technologie ne devienne pas incontrôlable. Y a-t-il aussi de telles discussions dans les technologies quantiques, ou est-il trop tôt pour en parler ?
– Une expérience en apprentissage automatique sera utile pourordinateurs quantiques - plus ou moins, nous parlons de la même chose. Mais comment l'utiliser ? Je pense que nous devons faire confiance à des technologies complexes, même si nous ne comprenons pas parfaitement leur fonctionnement. Il sera possible de travailler avec ces solutions et nous pourrons nous assurer qu'elles ne nous nuisent pas.
— Ne craignez-vous pas qu'une réglementation maladroite freine les progrès dans ce domaine ?
Je suis un positiviste technologique. Je crois que toute technologie, malgré les risques, a surtout des avantages si elle est traitée avec bon sens.
"Les principales revues restent neutres - comme la science moderne devrait l'être"
— Est-il difficile de gérer les technologies quantiques en Russie ? Qui est le client principal maintenant, que veut-il obtenir en conséquence ?
— Il y a une tendance selon laquelle l'État est le principalinvestisseur dans le développement des technologies quantiques. Si vous regardez le financement, l'essentiel provient de programmes gouvernementaux, les soi-disant feuilles de route pour le développement des technologies quantiques. Ils se trouvent dans tous les pays technologiques développés - États-Unis, pays de l'UE, Canada, Japon, Grande-Bretagne, Australie, Chine.
De plus, il y a beaucoup de financementd'entreprises privées et d'investisseurs. L'argent privé vous permet de vous déplacer beaucoup plus rapidement et nécessite des rapports plus faciles. Et dans certains domaines, nous voyons les meilleures performances dans les startups, quelque part dans les sociétés traditionnellement associées à l'informatique. Le ton est donné par Google, IBM, Intel et leurs universités partenaires.
En Russie, la tendance au financement deNous avons également des États, nous avons adopté une feuille de route pour le développement de l'informatique quantique, au sein de laquelle des travaux sont en cours pour construire plusieurs processeurs quantiques et des logiciels cloud. Ce sont des fonds importants, mais tout est relatif. Un jour, après une conférence où j'ai parlé de financement, un scientifique qui travaille dans le domaine de la biotechnologie m'a approché et s'est demandé pourquoi si peu d'argent dans le monde était dépensé pour les technologies quantiques.
— Comment se développent les technologies quantiques en Russie ? Y a-t-il des startups qui font ça ?
- Dynamique.Historiquement, une grande partie des technologies quantiques a été inventée en URSS et en Russie. Si vous regardez les prix Nobel décernés aux technologies quantiques de première onde, ils sont associés à des travaux dans le domaine de la physique des basses températures, qui sont devenus la base de l'informatique quantique moderne. Notre école et notre intérêt ont été préservés, tout est propice pour travailler dans ce sens. Même l'idée d'un ordinateur quantique par Richard Fein aux États-Unis et Yuri Mann, un mathématicien soviétique, est née en parallèle.
Maintenant, les plans sont de développer un quantumfer, processeurs sur divers principes physiques. La pratique montre qu'il est possible d'aller dans ce sens. C'est un domaine très compétitif, chaque jour il y a de nouvelles idées auxquelles il faut répondre. Je suis optimiste - vous devez proposer quelque chose de nouveau et aller dans votre propre direction, et ne pas fonder complètement vos développements sur les idées des autres afin de rattraper quelqu'un un jour et de le dépasser à l'avenir.
Il existe des startups quantiques.J'ai déjà parlé de QRate et QApp, qui traitent respectivement de la cryptographie quantique et post-quantique. Nous travaillons actuellement au lancement d'une startup dans le domaine de l'informatique quantique.
— Le manque de financement est-il lié au long horizon de planification en informatique quantique ?
— Oui, les investisseurs privés ont besoin de résultats clairs ethorizons temporels adéquats. L'investissement public nous permet d'avancer un peu plus stratégiquement. Mais à mesure que la technologie se développe et s'adapte, ces investissements vont augmenter et prendre d'autres formes.
— Comment l'isolement de la communauté internationale des scientifiques a-t-il affecté votre travail ?
— Il y a eu une période très turbulente, qui a miscollègues dans une position plutôt difficile. Mais nous étions et restons ouverts à l'interaction. Des difficultés et des obstacles sont apparus de l'autre côté - souvent ils ont été imposés par des règles administratives. Mais dernièrement, je vois une tendance positive. Nous avons poursuivi ces articles et travaux communs que nous avions planifiés avec des collègues. J'espère que cela continuera.
C'est difficile à prévoir, mais nous avons une assez longuel'horizon d'une planification conjointe du travail. Bien qu'il soit possible de se déplacer selon le plan, mais il y a des excès - parfois les chercheurs écrivent des commentaires étranges sur la nécessité de confirmer ou de nier l'implication dans certaines idées politiques. Mais en général, les principales revues restent neutres - comme la science moderne devrait l'être. Par exemple, ces derniers temps, des scientifiques russes ont continué à publier dans des publications de l'American Physical Society. Tout est conservé, tout fonctionne.
« Certains disent que personne n’a besoin des technologies quantiques. D'autres - qu'ils peuvent résoudre n'importe quel problème"
- Y a-t-il des idées fausses ou des inexactitudes qui attirent le plus souvent votre attention ?
- Le principal est la polarité des opinions sur le quantiqueles technologies. Certains disent que personne n'a besoin de l'informatique quantique, que cela ne fonctionnera jamais et que les ordinateurs quantiques ne peuvent pas être construits. De tels articles scientifiques continuent d'être publiés à ce jour. Et il y a des collègues hyper-optimistes qui essaient d'utiliser un ordinateur quantique pour tout et de résoudre tous les problèmes.
Les deux points de vue extrêmes me fontperplexité, mais il y a aussi une position sensée. Nous avons encore des raisons de croire qu’un ordinateur quantique permettra d’accélérer la résolution de certaines catégories de problèmes. Je suis pour une approche équilibrée, axée sur la vérification d'hypothèses, et si certaines d'entre elles ne sont pas confirmées, il n'y a rien de mal à cela, ce ne sont que des hypothèses.
C'est aussi drôle que les physiciens soient apparemment au cœurromance. Par conséquent, ils choisissent parfois les noms les plus réussis pour des travaux ou des phénomènes scientifiques. Par exemple, il existe la téléportation quantique. La question se pose souvent : est-il possible de téléporter une personne grâce aux méthodes de téléportation quantique ? Mais il faut comprendre que la téléportation quantique n'est pas le mouvement physique d'une masse d'un point à un autre, mais le transfert d'états quantiques.
De nombreux termes qui apparaissent dans la littérature scientifiquecommunauté, vous devez bien expliquer. Par exemple, la pseudo-télépathie quantique est un phénomène complètement scientifique. Ou, disons, l'homéopathie quantique aussi. Si vous regardez tout cela d'un œil non préparé, la perplexité peut survenir. Mais dans ce cas, les termes sont très éloignés de la définition canonique de la télépathie et de l'homéopathie.
— Les gens ordinaires peuvent-ils toucher aux ordinateurs quantiques ?
— Oui, écrivez un algorithme quantique de base etpour voir qu'il est possible d'accélérer la solution du problème de cette manière. La beauté de tels algorithmes est qu'ils sont assez simples et beaux. Ils peuvent être utilisés pour comprendre le fonctionnement de l'informatique quantique, pour voir le rôle de l'intrication et de la superposition dans la résolution de problèmes.
Ou vous pouvez venir en excursion dans la Russiecentre quantique, pour voir à quel stade en sont ces technologies, comment elles sont développées par toute une équipe de scientifiques avant qu'elles ne deviennent des dispositifs réellement utilisés dans la pratique.
— Pourquoi es-tu techno-optimiste ? Quels arguments avez-vous que la technologie ne nous fera pas de mal ?
- Cela est dû en grande partie au fait que tout n'a pasun côté clair. L'histoire montre que la même réalisation scientifique ou la même technologie peut être utilisée de différentes manières. Par exemple, la technologie nucléaire nous a donné à la fois de l'énergie et un nouveau type d'armement.
Mais je suis optimiste car les aspects positifsla technologie sera toujours utilisée pour réaliser des progrès globaux. Cela fonctionne également avec l’informatique quantique : les appareils et les technologies capables de protéger les données apparaîtront beaucoup plus tôt qu’un ordinateur quantique capable de tout pirater. De telles mesures contribueront à neutraliser les aspects négatifs et à maximiser les avantages – cela fonctionnera à la fois avec l’apprentissage automatique et les biotechnologies. Par conséquent, je suis convaincu que nous utiliserons les ordinateurs quantiques précisément pour résoudre les problèmes les plus difficiles auxquels l’humanité est confrontée aujourd’hui.
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