Ruslan Yunusov— generalni direktor Ruskog kvantnog centra. Diplomirao fiziku s pohvalom
RCCje istraživačka organizacija kojaprovodi temeljna i primijenjena istraživanja u području kvantne fizike, bavi se stvaranjem i komercijalizacijom novih tehnologija i uređaja temeljenih na korištenju kvantnih učinaka. Stručnjaci razvijaju ultraosjetljive senzore, optičke mikrošupljine, elemente kvantnih računala (qubits), kao i kvantne kriptografske sustave i druge. U 2016. Centar je bio prvi u Rusiji koji je pokrenuo apsolutno sigurnu komunikaciju preko komercijalnih linija; u svibnju 2017. pokrenuo je prvu kvantnu mrežu s više čvorova u zemlji i prvi kvantni blockchain na svijetu.
Kvantni procesor, ruski razvoj i stog
- Što uključuje plan za razvoj kvantnih tehnologija?
— Plan puta uključuje tri glavnapottehnologije: kvantno računalstvo, tj. kvantno računalo, kvantne komunikacije i kvantni senzori. Govoreći sa stajališta zrelosti, kvantne komunikacije danas su najkonkurentnije u odnosu na rješenja u svijetu. U protekle tri godine uspjeli smo uvelike smanjiti zaostatak za vodećima i sada ih sustižemo. Cilj do 2024. godine je napraviti rješenje na svjetskoj razini te izaći na svjetska tržišta i tamo prodavati uređaj. Naš cilj o kojem govorimo je 8% svjetskog tržišta.
- RCC razvija sva tri područja koja ste spomenuli?
- Djelomično.Imamo vlastiti tim za kvantne komunikacije, ali postoje još dvije istraživačke grupe u Rusiji. U kvantnom računalstvu razvijamo neke dijelove ovog velikog polja, ali ne sve. Ako govorimo o kvantnom računalstvu, mnogi ljudi ne razumiju sasvim ispravno formulaciju problema. Za rješavanje problema na kvantnom računalu nije dovoljno imati samo kvantni procesor. Treba znati njime upravljati, a onda treba imati operativni sustav, algoritme – za rješavanje cijelog stoga.
- Koji su zadaci sada, ako govorimo o računalu - da bi se povećao životni vijek qubit-a? Ako razmotrimo primjer IBM računala.
- Gledajte, ovo što sada govorite jepitanje prve razine, hardver. Kako izgraditi sam procesor tako da radi ispravno. A postoji nekoliko različitih tehnoloških osnova na kojima se može graditi - supravodljivost, odnosno hladni atomi i hladni ioni. Nejasno je tko će od njih pobijediti za pet godina.
- Hoće li sve doći do jednog rješenja, neće li sve tehnologije biti na tržištu u isto vrijeme?
- Najvjerojatnije će prije ili kasnije doći do nečegasama. Zašto? Na primjer, svi klasični procesori izgrađeni su na istoj tehnologiji. Iako je teoretski bilo moguće napraviti različite. I postoji nekoliko razloga za to - ulaganja, učinkovitost i tako dalje. Sada samo nije jasno koja će tehnologija pobijediti. Postoje tehnološki problemi sa supravodljivim kubitima, kao što je životni vijek, ali to nije jedini problem. Točnost snimanja i očitavanja također je vrlo važna. A zatim - kako izgraditi dovoljno velik skalabilan sustav. Ovo je glavno pitanje. Mnogo je parametara kojima se treba pozabaviti. Zamislimo da ste napravili dobar procesor. Vaše računalo neće raditi na jednom procesoru. Trebaju nam i algoritmi za ispravljanje grešaka, kodovi za ispravljanje, trebaju nam algoritmi za rješavanje problema, sam operativni sustav, programski jezik, sučelje za industriju da možete preuzeti problem i dobiti rješenje.
- Može se graditi istodobno s procesorom?
- Naravno, ovo je učinjeno. Na primjer, ljudi pišu programske jezike za apstraktno kvantno računalo. Ili kvantni algoritmi za faktoring brojeve, nešto drugo - oni su općenito napravljeni za apstraktno kvantno računalo, takozvano univerzalno. Kada ljudi pišu softver, programe na visokoj razini, ne misle na koji će procesor to učiniti, već pišu na logičkoj razini. Slično tome, algoritmi se razvijaju na logičkoj razini.
Kvantna računala dolaze čak iu poljoprivredi
- Možete li nam reći o kvantnim senzorima?
— Jedan primjer kvantnog senzora —supravodljivo kvantno računalo Koristi takav lanac u supravodljivom stanju kao što su kubiti. A problem sa životnim vijekom je u tome što svaki vanjski poremećaj uništava ovo stanje. Ako se isti dizajn koristi kao detektor vanjskih polja koja ga uništavaju, tada se magnetska polja mogu vrlo precizno mjeriti. Najtočnija mjerenja magnetskih polja provode se pomoću te iste qubit tehnologije, samo u drugom obliku. Možete koristiti pojedinačne atome - na primjer, atome dušika smještene u kristal dijamanta. Nalaze se tako izolirano da se mogu koristiti za mjerenje istih magnetskih polja, temperature ili gravitacije. To se već događa u laboratorijima, ali treba prijeći na industrijske proizvode. To će biti vrlo mali, energetski učinkoviti i osjetljivi senzori.
- Na kraju brifinga, rekli ste da je kvantumtehnologija će doći u svim granama. I zašto su oni u svim industrijama? Napravili ste analogiju s običnim računalima, ali u mnogim industrijama obični računala rješavaju sve probleme.
-Da, ali kada su se pojavila konvencionalna računala, nisu bila potrebna u svim industrijama. Prije 50 godina, nije svatko trebao računalo, a ljudi su govorili, da, meni ga ne treba. A danas nema niti jedne takve industrije...
- Mislite li da će se ista stvar dogoditi s kvantnom?
- Kad još imaš moć, glavadolaze novi izazovi. I ovdje, na primjer, umjetna inteligencija - gdje je to potrebno, svugdje ili ne? Da, gotovo svugdje. Kao što postaje pristupačnije, jednostavnije, integriranije i rješava širu klasu problema, tako će se koristiti svugdje. Kvantno računalo je kao temeljna tehnologija koja pruža rješenje za različite probleme. Kako se ova tehnologija razvija, doći će do poljoprivrede, industrijskog sektora i bankarskog sektora.
- Rekli ste za 2024. godinu. Ali, ako govorimo o dostupnosti tehnologija za poslovanje, čak i one velike, o kojim uvjetima možemo govoriti kada tvrtke mogu priuštiti takve tehnologije?
— Tu postoji jedan problem: nije jasno koliko je potrebnovremena za rješavanje tehnoloških problema skaliranja kvantnog računala. Možda tri godine, možda i više. Ponekad dođete do faze implementacije i vidite tehnički problem za čije će rješavanje trebati nekoliko godina. Ponekad se krećete normalno. Zasad se čini da ima kretanja, ali nije očito. Stoga se u razdoblju od pet godina očekuje da će se predložiti isplativa rješenja.
O pristupu - ne moraju svi kupitikvantno računalo za kvantne računalne sposobnosti. Već, da bi testirao tehnologiju, IBM daje oblak pristup svom računalu. I ovdje predlažemo, u okviru plana, krenuti prema stvaranju platforme u oblaku. Tako da svatko može testirati revolucionarnu tehnologiju bez kupnje računala
- Dakle, to će biti računalo izgrađeno, na primjer, u RCC-u, kojem druge organizacije mogu pristupiti?
- Ne nužno u RCC-u, može biti bilo gdjeizgrađena Glavna ideja je da će ova platforma imati pristup različitim računalima. Jer sada postoje univerzalna kvantna računala, simulatori, postoje kvantno-inspirirani klasični algoritmi, postoje samo klasična računala. I ovisno o prirodi i složenosti zadatka, ona se šalje na pogreške u odgovarajući sustav. Kao i sada, imamo procesor, koprocesor u njemu, a tu je i grafički procesor. A što je zadaća, sustav određuje gdje će ga poslati riješiti. Dakle, ovdje: ovisno o zadatku, platforma bi trebala razumjeti gdje je bolje pokušati je riješiti. I raditi ne s jednim računalom, nego s nekoliko, a također is simulatorima.
"Kad se pojavi kvantno računalo, može ispucati sve sustave šifriranja." Jesmo li spremni za ovaj trenutak?
- Kvantne komunikacije štite od ovoga. U Rusiji su razvijena odgovarajuća rješenja, posebno od strane naše podružnice Qrate, tzv. Postrojenja za distribuciju kvantnih ključeva. Ako se sutra pojavi ovaj problem, neće se riješiti u jednom danu, jer je potrebno vrijeme za infrastrukturu. Osim toga, još uvijek postoje nove vrste algoritama - takozvani post-kvantni algoritmi - oni još nisu ni implementirani. Trudimo se ispuniti izgled kvantnih računala koja su potpuno naoružana.
Kvantne komunikacije- komunikacijske mreže koje štite prenesene podatkepodatke koristeći temeljne zakone kvantne mehanike. Oni su praktična implementacija tzv. kvantne kriptografije. Oni čine važan element kvantnog računalstva i kriptografskih sustava. Omogućuje prijenos informacija između fizički odvojenih kvantnih sustava. U distribuiranom računalstvu mrežni čvorovi u mreži mogu obrađivati informacije djelujući kao kvantna vrata. Siguran prijenos podataka može se postići pomoću algoritama za distribuciju ključeva.
Post kvantna kriptografija- dio kriptografije koji ostajerelevantan s pojavom kvantnih računala i napada. Budući da su kvantna računala značajno brža u računanju tradicionalnih kriptografskih algoritama od klasičnih računalnih arhitektura, moderni kriptografski sustavi postaju potencijalno ranjivi na napade. Većina tradicionalnih kriptosustava oslanja se na probleme cjelobrojne faktorizacije ili probleme diskretnog logaritma, koji bi bili lako rješivi na dovoljno velikim kvantnim računalima korištenjem Shorovog algoritma.
- Kažete da će se kvantne tehnologije početi uvoditi u poslovanje u roku od pet godina?
- Računala će se pojaviti na horizontu od pet godina,koji će početi rješavati prve isplative probleme. To je zadatak faktorizacije - jedan od najtežih, neće biti riješen u prvoj fazi. Na primjer, za to je potrebna veća snaga nego za modeliranje nekih prvih materijala. Zahtjevi za optimizacijske probleme, možda manje nego za faktorizaciju. To jest, sada postoji nekoliko desetaka kvantnih algoritama koji rješavaju različite probleme. Shor-ov algoritam, koji će faktorizirati koji će hakirati, vrlo je zahtjevan.