“U proteklih 25 godina došlo je do ogromnog napretka u kvantnim tehnologijama."
— Mediji puno pišu
— Kvantne tehnologije odlično privlačepažnju iz nekoliko razloga. Prvo, oni su povezani s kvantnom fizikom, vrlo zanimljivom znanstvenom teorijom koja opisuje najmanje objekte s kojima možemo komunicirati. Ova znanost pomaže u opisivanju stanja kvantnih objekata, kao iu upravljanju njima. Zaključci izvedeni iz kvantno-mehaničkih razmatranja često su u suprotnosti s onim na što smo navikli - našim "klasičnim" iskustvom.
Drugo, prvi uređaji se sada pojavljuju iuređaji izgrađeni na principima upravljanja pojedinačnim kvantnim sustavima, a njihov razvoj omogućuje rješavanje problema s kojima se moderna superračunala ne mogu nositi. Možete riješiti druge važne zadatke. Primjerice, prenositi informacije na način da sigurnost jamče temeljni fizikalni zakoni, kao i mjeriti parametre okoliša, temperaturu, parametre elektromagnetskih polja i tako dalje s najvećom dopuštenom točnošću.
Jaz između očekivanja od kvantnih tehnologija ipostoji stvarno stanje njihovog razvoja, ali ono nije kritično. Stručna zajednica je prilično konzervativna, govori o postupnom napredovanju i prijelazu s jednostavnog na složeno. Ako pogledate što se dogodilo u proteklih 25 godina, to je kolosalan skok naprijed. U području kvantnog računalstva prošli smo put od demonstracije osnovnih principa rada raznih vrsta kvantnih računalnih uređaja do rješavanja računalnih problema koji su nedostupni klasičnim računalima.
Aleksej Fedorov
— Imate li markere da je razvoj na ovom području vrijedan pažnje? Sada se svi fokusiraju na broj kubita – je li to objektivan pokazatelj?
— Broj kubita kao zaseban parametar nijepomaže u procjeni statusa razvoja kvantnog računalstva. Ako vas zanima bilo koje znanstveno dostignuće i želite razumjeti njegov status, Koliko je ovaj ili onaj rezultat vrijedan pažnje, postoji jedan jednostavan i vrlo ispravan recept - provjeriti jesu li rezultati verificirani od znanstvene zajednice.
Na primjer, Google prije demonstracije kvantneIzvrsnost je pažljivo pripremila znanstveni članak. Na tome su radili dugo, mislim oko godinu dana, kako bi uvjerili znanstvenu zajednicu u ispravnost zaključaka. Članak je objavljen zajedno s ogromnom količinom dodatnih materijala u jednom od najuglednijih znanstvenih časopisa. Stoga bi, unatoč problemima „pregrijavanja“ i precjenjivanja mogućnosti, pri ocjenjivanju tehnologija bilo dobro pogledati status znanstvenih publikacija na ovu temu u vodećim časopisima.
Govoreći o broju kubita, zajednicapokušava odabrati jedan razumljiv broj kako bi objasnio sav napredak kroz njega. Stoga vidimo publikacije o 2, 10, 15, 5000 qubita - ali što to znači? Moja oprezna pretpostavka je da ćemo u bliskoj budućnosti sve više slušati ne o broju qubita, već o sposobnosti sustava da riješe stvarne probleme.
Postoji još jedan smjer kvantnih tehnologija -kvantne komunikacije ili točnije kvantne distribucije ključeva. Ovdje su drugi kriteriji brzina generiranja ključeva, mogućnost integracije kvantnih rješenja u klasičnu infrastrukturu. Mnogi od njih procjenjuju razvoj trezvenije od jedne metrike ili parametra.
— Koje su vas tehnologije na ovom području osobno zanimale?
- Počeo sam s činjenicom da sam se bavio kvantomkomunikacija i postkvantna kriptografija. Riječ je o dva područja vezana uz zaštitu informacija u eri pojave kvantnog računala. Ako je kvantno računalo dovoljno snažno — s puno dobrih qubita — moći će razbiti neke od današnjih kriptografskih algoritama. Razvijamo novu generaciju uređaja za zaštitu podataka, algoritama i alata koji se mogu suprotstaviti prijetnjama pomoću kvantnog računala. Ove tehnologije već su dosegle zrelu fazu i razvija ih ne RCC, već pojedinačne tvrtke.
Moj trenutni fokus je na kvantnom računalstvu.Radimo na području izrade algoritama i softvera za buduća kvantna računala. Glavni izazov za cijelu zajednicu kvantnih algoritama jest shvatiti je li moguće postići računsku superiornost u rješavanju praktičnih problema sa sadašnjim ili budućim generacijama kvantnih računala.
Je li sigurnost podataka jedina prijetnja koju kvantna računala predstavljaju? Ili postoje neki drugi aspekti o kojima treba brinuti?
— Glavna prijetnja je u smjeru pružanjasigurnost informacija. Ali postoje i druge poteškoće - ne možemo provjeriti rješenje nekih problema uz pomoć kvantnih računala, stoga ih ne možemo koristiti. Ali to nije jedinstven problem - postoji iu klasičnom superračunalstvu. Uostalom, ako superračunalo u jednom primjerku rješava neki problem, kako onda to rješenje provjeriti? U klasičnom računalstvu, ljudi su desetljećima razmišljali o tome kako to učiniti i kako se ti alati mogu prilagoditi za kvantno računalstvo.
– U području AI i strojnog učenja često se govori o vanjskoj regulaciji kako tehnologija ne bi izmakla kontroli. Ima li takvih razgovora iu kvantnim tehnologijama ili je još rano o tome govoriti?
– Iskustvo strojnog učenja bit će korisno zakvantna računala - plus ili minus govorimo o istoj stvari. Ali kako ga koristiti? Mislim da trebamo vjerovati složenim tehnologijama, čak i ako ne razumijemo u potpunosti kako rade. S tim rješenjima će biti moguće raditi i moći ćemo se pobrinuti da nam ne naškode.
— Ne brinete li se da će nespretna regulativa zaustaviti napredak na ovom području?
Ja sam tehnološki pozitivac. Vjerujem da svaka tehnologija, unatoč rizicima, ima uglavnom prednosti ako se s njom razumno postupa.
"Vodeći časopisi ostaju neutralni - onakva kakva bi moderna znanost trebala biti"
— Je li teško baviti se kvantnim tehnologijama u Rusiji? Tko je sada glavni kupac, što želi dobiti kao rezultat?
— Postoji trend da je država glavnainvestitor u razvoj kvantnih tehnologija. Ako pogledate financiranje, najveći dio dolazi kroz državne programe, takozvane mape puta za razvoj kvantnih tehnologija. Ima ih u svim tehnološki razvijenim zemljama – SAD-u, zemljama EU, Kanadi, Japanu, Velikoj Britaniji, Australiji, Kini.
Osim toga, tu su i velika sredstvaod privatnih tvrtki i investitora. Privatni novac omogućuje vam mnogo brže kretanje i zahtijeva lakše izvješćivanje. A u nekim područjima najbolje rezultate vidimo u startupima, negdje u korporacijama koje su tradicionalno povezane s računalstvom. Ton daju Google, IBM, Intel i njihova partnerska sveučilišta.
U Rusiji je trend prema financiranju izImamo i države, usvojili smo plan razvoja kvantnog računalstva, unutar kojeg se radi na izgradnji nekoliko kvantnih procesora i cloud softvera. Riječ je o značajnim sredstvima, ali sve je relativno. Jednog dana, nakon predavanja na kojem sam govorio o financiranju, prišao mi je znanstvenik koji se bavi biotehnologijom i zapitao se zašto se tako malo novca u svijetu troši na kvantne tehnologije.
— Kako se kvantne tehnologije razvijaju u Rusiji? Postoje li startupi koji to rade?
- Dinamično.Povijesno gledano, mnogo toga za kvantne tehnologije izumljeno je u SSSR-u i Rusiji. Ako pogledate Nobelove nagrade koje su dodijeljene za kvantne tehnologije prvog vala, one su povezane s radom u području fizike niskih temperatura, koja je postala temelj modernog kvantnog računalstva. Naša škola i interes su sačuvani, sve je pogodno za rad u tom smjeru. Čak je i ideja o kvantnom računalu Richarda Feina u SAD-u i Jurija Manna, sovjetskog matematičara, nastala paralelno.
Sada su planovi razviti kvantniželjezo, procesori na raznim fizikalnim principima. Praksa pokazuje da se u tom smjeru može ići. Ovo je vrlo kompetitivno područje, svaki dan ima novih ideja na koje treba odgovoriti. Optimist sam - treba ponuditi nešto novo i krenuti u svom smjeru, a ne u potpunosti bazirati svoj razvoj na tuđim idejama kako bi nekoga nekada sustigli, a u budućnosti prestigli.
Postoje kvantni startupi.Već sam govorio o QRate i QApp, koji se bave kvantnom, odnosno postkvantnom kriptografijom. Trenutno radimo na pokretanju startupa u području kvantnog računarstva.
— Je li nedostatak financiranja povezan s dugim horizontom planiranja u kvantnom računalstvu?
— Da, privatni investitori trebaju jasne rezultate iodgovarajuće vremenske horizonte. Javna ulaganja omogućuju nam da se pomaknemo malo više strateški. Ali kako se tehnologija bude razvijala i prilagođavala, ta će se ulaganja povećavati i poprimiti druge oblike.
— Kako je izolacija od međunarodne zajednice znanstvenika utjecala na vaš rad?
— Bilo je vrlo turbulentno razdoblje, koje je stavljenokolege u prilično teškom položaju. Ali bili smo i ostali otvoreni za interakciju. Poteškoće i prepreke pojavile su se s druge strane - često su bile nametnute administrativnim pravilima. Ali u posljednje vrijeme vidim pozitivan trend. Nastavili smo one zajedničke članke i radove koje smo planirali s kolegama. Nadam se da će se ovo nastaviti.
Teško je predvidjeti, ali imamo dosta dugohorizont zajedničkog planiranja rada. Iako se može kretati prema planu, ali postoje ekscesi - ponekad istraživači pišu čudne komentare o potrebi potvrde ili negiranja uključenosti u određene političke ideje. Ali općenito, vodeći časopisi ostaju neutralni - onakva kakva bi moderna znanost trebala biti. Na primjer, u posljednje vrijeme ruski znanstvenici nastavili su objavljivati u publikacijama Američkog fizikalnog društva. Sve je očuvano, sve radi.
“Neki kažu da nikome ne trebaju kvantne tehnologije. Drugi - da mogu riješiti svaki problem"
- Postoje li zablude ili netočnosti koje vam najčešće upadaju u oči?
- Glavni je polaritet mišljenja o kvantumutehnologije. Neki kažu da kvantno računalstvo nikome ne treba, da nikada neće funkcionirati i da se kvantna računala ne mogu izgraditi. Takvi se znanstveni članci objavljuju i danas. A ima i hiperoptimističnih kolega koji pokušavaju kvantno računalo iskoristiti za sve i riješiti sve probleme.
Oba ekstremna gledišta čine mezbunjenost, ali postoji i razuman stav. Još uvijek imamo razloga vjerovati da će kvantno računalo omogućiti ubrzanje u nekoj klasi problema. Ja sam za uravnotežen pristup, usmjeren na provjeru hipoteza, a ako neke od njih nisu potvrđene, nema tu ništa, to su samo hipoteze.
Također je smiješno da su fizičari očito u srcuromantika. Stoga ponekad biraju ne najuspješnija imena za znanstvena djela ili pojave. Na primjer, postoji kvantna teleportacija. Često se postavlja pitanje: je li moguće teleportirati osobu metodama kvantne teleportacije? Ali moramo shvatiti da kvantna teleportacija nije fizičko kretanje mase s jedne točke na drugu, već prijenos kvantnih stanja.
Mnogi pojmovi koji se pojavljuju u znanstvenimzajednica, morate pravilno objasniti. Na primjer, kvantna pseudotelepatija potpuno je znanstveni fenomen. Ili, recimo, također kvantna homeopatija. Ako sve ovo pogledate nespremnim okom, moglo bi doći do zbunjenosti. Ali u ovom slučaju, pojmovi su vrlo daleko povezani s kanonskom definicijom telepatije i homeopatije.
— Mogu li obični ljudi dodirnuti kvantna računala?
— Da, napišite osnovni kvantni algoritam iuvidjeti da je na taj način moguće ubrzati rješenje problema. Ljepota takvih algoritama je u tome što su prilično jednostavni i lijepi. Mogu se koristiti za razumijevanje kako kvantno računalstvo funkcionira, za uvid u ulogu isprepletenosti i superpozicije u rješavanju problema.
Ili možete doći na ekskurziju u Rusijukvantnog centra, vidjeti u kojoj su fazi te tehnologije, kako ih razvija cijeli tim znanstvenika prije nego postanu uređaji koji se stvarno koriste u praksi.
— Zašto ste tehnooptimist? Koje argumente imate da nam tehnologija neće naštetiti?
- To je velikim dijelom zbog činjenice da sve nemajednu čistu stranu. Povijest pokazuje da se isto znanstveno dostignuće ili tehnologija mogu koristiti na različite načine. Na primjer, nuklearna tehnologija nam je dala i energiju i novu vrstu oružja.
Ali ja sam optimist zbog pozitivnih stranatehnologija će se i dalje koristiti za postizanje ukupnog napretka. Ovo također funkcionira s kvantnim računalstvom - uređaji i tehnologije koji mogu zaštititi podatke pojavit će se puno prije nego kvantno računalo koje može hakirati bilo što. Takvi će koraci pomoći u neutraliziranju negativnih aspekata i maksimiziranju koristi - to će funkcionirati i sa strojnim učenjem i s biotehnologijama. Stoga sam uvjeren da ćemo kvantna računala koristiti upravo za rješavanje najtežih problema s kojima se čovječanstvo danas susreće.
Čitaj više:
Arheolozi su službeno potvrdili legende iz Biblije
Pokazalo se što se događa sa stanicama tijela kada srce umre
Starlink signal hakiran kako bi se koristio kao alternativa GPS-u