“Negli ultimi 25 anni, ci sono stati enormi progressi nelle tecnologie quantistiche."
— I media scrivono molto
— Le tecnologie quantistiche attraggono grandiattenzione per diversi motivi. In primo luogo, sono legati alla fisica quantistica, una teoria scientifica molto interessante che descrive gli oggetti più piccoli con cui possiamo interagire. Questa scienza aiuta a descrivere gli stati degli oggetti quantistici, oltre a gestirli. Le conclusioni tratte da considerazioni di meccanica quantistica spesso contraddicono ciò a cui siamo abituati: la nostra esperienza "classica".
In secondo luogo, ora vengono visualizzati i primi dispositivi edispositivi basati sui principi del controllo dei singoli sistemi quantistici e il loro sviluppo consente di risolvere problemi che i moderni supercomputer non sono in grado di affrontare. Puoi risolvere altri compiti importanti. Ad esempio, trasmettere informazioni in modo tale che la sicurezza sia garantita dalle leggi fisiche fondamentali, nonché misurare parametri ambientali, temperatura, parametri dei campi elettromagnetici, ecc. con la massima precisione consentita.
Il divario tra le aspettative dalle tecnologie quantistiche ec'è uno stato reale del loro sviluppo, ma non è critico. La comunità degli esperti è piuttosto conservatrice, parla di progressi graduali e del passaggio dal semplice al complesso. Se guardi a quello che è successo negli ultimi 25 anni, è un colossale balzo in avanti. Nel campo dell'informatica quantistica, siamo passati dalla dimostrazione dei principi di base di funzionamento di vari tipi di dispositivi di calcolo quantistico alla risoluzione di problemi computazionali inaccessibili ai computer classici.
Alessio Fedorov
Avete degli indicatori che lo sviluppo in quest'area merita attenzione? Ora tutti si stanno concentrando sul numero di qubit: è un indicatore oggettivo?
— Il numero di qubit come parametro separato non lo èaiuta a valutare lo stato dello sviluppo dell’informatica quantistica. Se sei interessato a qualsiasi risultato scientifico e desideri comprenderne lo stato, Per quanto questo o quel risultato sia degno di attenzione, esiste una ricetta semplice e molto corretta: verificare che i risultati siano stati verificati dalla comunità scientifica.
Ad esempio, Google prima della dimostrazione del quantumL'eccellenza ha preparato con cura un articolo scientifico. Ci hanno lavorato a lungo, penso circa un anno, per convincere la comunità scientifica della correttezza delle conclusioni. L'articolo è stato pubblicato insieme a una quantità colossale di materiale aggiuntivo in una delle riviste scientifiche più rispettate. Pertanto, nonostante i problemi di "surriscaldamento" e sovrastima delle opportunità, nella valutazione delle tecnologie sarebbe bene guardare allo stato delle pubblicazioni scientifiche su questo argomento nelle principali riviste.
Parlando del numero di qubit, la communitycerca di scegliere un numero comprensibile per spiegare tutti i progressi attraverso di esso. Pertanto, vediamo pubblicazioni su 2, 10, 15, 5.000 qubit, ma cosa significa? La mia cauta ipotesi è che nel prossimo futuro sentiremo sempre più parlare non del numero di qubit, ma della capacità dei sistemi di risolvere problemi reali.
C'è un'altra direzione delle tecnologie quantistiche:comunicazioni quantistiche o, più precisamente, distribuzione di chiavi quantistiche. Qui altri criteri sono la velocità di generazione delle chiavi, la capacità di integrare soluzioni quantistiche nell’infrastruttura classica. Molti di loro valutano gli sviluppi in modo più sobrio rispetto a una metrica o un parametro.
— Quali tecnologie in quest'area ti interessano personalmente?
- Ho iniziato con il fatto che ero impegnato nel quantumcomunicazioni e crittografia post-quantistica. Si tratta di due aree legate alla protezione delle informazioni nell'era della comparsa di un computer quantistico. Se un computer quantistico è abbastanza potente, con molti buoni qubit, sarà in grado di decifrare alcuni degli algoritmi crittografici odierni. Abbiamo sviluppato una nuova generazione di dispositivi, algoritmi e strumenti per la protezione dei dati che possono essere contrastati dalle minacce utilizzando un computer quantistico. Queste tecnologie hanno già raggiunto una fase matura e vengono sviluppate non dall'RCC, ma dalle singole aziende.
Il mio focus attuale è sull’informatica quantistica.Lavoriamo nel campo della creazione di algoritmi e software per i futuri computer quantistici. La sfida principale per l'intera comunità degli algoritmi quantistici è capire se sia possibile raggiungere una superiorità computazionale nella risoluzione di problemi pratici con le generazioni attuali o future di computer quantistici.
La sicurezza dei dati è l'unica minaccia rappresentata dai computer quantistici? O ci sono altri aspetti di cui preoccuparsi?
— La minaccia principale è nella direzione della forniturainformazioni di sicurezza. Ma ci sono altre difficoltà: non possiamo verificare la soluzione di alcuni problemi con l'aiuto dei computer quantistici, quindi non possiamo usarli. Ma questo non è un problema unico: esiste anche nel supercalcolo classico. Dopotutto, se un supercomputer in una singola copia risolve qualche problema, come verificare questa soluzione? Nell'informatica classica, le persone hanno pensato per decenni a come farlo e come questi strumenti possono essere adattati per l'informatica quantistica.
- Nel campo dell'IA e dell'apprendimento automatico si parla spesso di regolamentazione esterna in modo che la tecnologia non sfugga al controllo. Ci sono discorsi del genere anche nelle tecnologie quantistiche o è troppo presto per parlarne?
– L'esperienza di apprendimento automatico sarà utile percomputer quantistici: più o meno stiamo parlando della stessa cosa. Ma come usarlo? Penso che dobbiamo fidarci delle tecnologie complesse, anche se non capiamo appieno come funzionano. Sarà possibile lavorare con queste soluzioni e possiamo assicurarci che non ci danneggino.
— Non sei preoccupato che una regolamentazione goffa possa fermare i progressi in questo settore?
Sono un positivista tecnologico. Credo che qualsiasi tecnologia, nonostante i rischi, abbia principalmente vantaggi se trattata in modo sensato.
"Le riviste leader rimangono neutrali - come dovrebbe essere la scienza moderna"
— È difficile affrontare le tecnologie quantistiche in Russia? Chi è il cliente principale ora, cosa vuole ottenere di conseguenza?
— C'è una tendenza secondo cui lo stato è il principaleinvestitore nello sviluppo di tecnologie quantistiche. Se guardi ai finanziamenti, la maggior parte arriva attraverso programmi governativi, le cosiddette roadmap per lo sviluppo delle tecnologie quantistiche. Sono presenti in tutti i paesi tecnologici sviluppati: Stati Uniti, paesi dell'UE, Canada, Giappone, Gran Bretagna, Australia, Cina.
Inoltre, c'è una grande quantità di finanziamentida società private e investitori. Il denaro privato ti consente di muoverti molto più velocemente e richiede rapporti più semplici. E in alcune aree, vediamo le migliori prestazioni nelle startup, da qualche parte nelle società tradizionalmente associate all'informatica. Il tono è dato da Google, IBM, Intel e dalle loro università partner.
In Russia, la tendenza al finanziamento daAbbiamo anche stati, abbiamo adottato una tabella di marcia per lo sviluppo del calcolo quantistico, all'interno del quale è in corso il lavoro per costruire diversi processori quantistici e software cloud. Questi sono fondi significativi, ma tutto è relativo. Un giorno, dopo una conferenza in cui parlavo di finanziamenti, uno scienziato che lavora nel campo delle biotecnologie si è avvicinato a me e si è chiesto perché si spendono così pochi soldi nel mondo per le tecnologie quantistiche.
— Come si stanno sviluppando le tecnologie quantistiche in Russia? Ci sono startup che lo fanno?
- Dinamico.Storicamente, gran parte delle tecnologie quantistiche è stata inventata in URSS e in Russia. Se guardi ai premi Nobel assegnati per le tecnologie quantistiche della prima onda, sono associati al lavoro nel campo della fisica delle basse temperature, che è diventata la base del moderno calcolo quantistico. La nostra scuola e il nostro interesse sono stati preservati, tutto è favorevole a lavorare in questa direzione. Anche l'idea di un computer quantistico di Richard Fein negli Stati Uniti e Yuri Mann, un matematico sovietico, è nata in parallelo.
Ora i piani sono di sviluppare un quantumferro, processori su vari principi fisici. La pratica dimostra che è possibile muoversi in questa direzione. Questa è un'area molto competitiva, ogni giorno ci sono nuove idee a cui è necessario dare risposta. Sono ottimista: devi offrire qualcosa di nuovo e muoverti nella tua direzione, e non basare completamente i tuoi sviluppi sulle idee di altre persone per raggiungere un giorno qualcuno e in futuro superare.
Ci sono startup quantistiche.Ho già parlato di QRate e QApp, che si occupano rispettivamente di crittografia quantistica e post-quantistica. Attualmente stiamo lavorando al lancio di una startup nel campo dell'informatica quantistica.
— La mancanza di fondi è legata al lungo orizzonte di pianificazione dell'informatica quantistica?
— Sì, gli investitori privati hanno bisogno di risultati chiari eadeguati orizzonti temporali. Gli investimenti pubblici ci consentono di muoverci un po' più strategicamente. Ma man mano che la tecnologia si sviluppa e si adatta, questi investimenti aumenteranno e assumeranno altre forme.
— In che modo l'isolamento dalla comunità internazionale di scienziati ha influenzato il tuo lavoro?
— C'è stato un periodo molto turbolento, che ha messocolleghi in una posizione piuttosto difficile. Ma eravamo e rimaniamo aperti all'interazione. Dall'altra parte sono emerse difficoltà e ostacoli, spesso imposti da regole amministrative. Ma ultimamente vedo un trend positivo. Abbiamo continuato quegli articoli e lavori congiunti che avevamo pianificato con i colleghi. Spero che questo continui.
È difficile da prevedere, ma abbiamo un tempo piuttosto lungoorizzonte di pianificazione congiunta del lavoro. Mentre è possibile muoversi secondo il piano, ma ci sono degli eccessi - a volte i ricercatori scrivono strani commenti sulla necessità di confermare o negare il coinvolgimento in determinate idee politiche. Ma in generale, le principali riviste rimangono neutrali, come dovrebbe essere la scienza moderna. Ad esempio, negli ultimi tempi gli scienziati russi hanno continuato a pubblicare nelle pubblicazioni dell'American Physical Society. Tutto è preservato, tutto funziona.
“Alcuni dicono che nessuno ha bisogno delle tecnologie quantistiche. Altri - che possono risolvere qualsiasi problema"
- Ci sono idee sbagliate o imprecisioni che più spesso attiri la tua attenzione?
- Il principale è la polarità delle opinioni sul quantotecnologie. Alcuni dicono che nessuno ha bisogno del calcolo quantistico, che non funzionerà mai e che i computer quantistici non possono essere costruiti. Tali articoli scientifici continuano ad essere pubblicati fino ad oggi. E ci sono colleghi iper-ottimisti che stanno cercando di utilizzare un computer quantistico per tutto e risolvere qualsiasi problema.
Entrambi i punti di vista estremi mi rendonosconcerto, ma c’è anche una posizione sensata. Abbiamo ancora motivo di credere che un computer quantistico fornirà un’accelerazione in alcune classi di problemi. Sono per un approccio equilibrato, focalizzato sulla verifica delle ipotesi, e se alcune di esse non vengono confermate, non c'è niente di sbagliato in questo, sono solo ipotesi.
È anche divertente che i fisici abbiano apparentemente a cuoreromanza. Pertanto, a volte scelgono nomi non di maggior successo per lavori o fenomeni scientifici. Ad esempio, esiste il teletrasporto quantistico. Spesso sorge la domanda: è possibile teletrasportare una persona utilizzando metodi di teletrasporto quantistico? Ma dobbiamo capire che il teletrasporto quantistico non è il movimento fisico della massa da un punto a un altro, ma il trasferimento di stati quantistici.
Molti termini che compaiono nel scientificocomunità, è necessario spiegare correttamente. Ad esempio, la pseudo-telepatia quantistica è un fenomeno completamente scientifico. O, diciamo, anche l'omeopatia quantistica. Se guardi tutto questo con un occhio impreparato, può sorgere sconcerto. Ma in questo caso, i termini sono molto lontanamente correlati alla definizione canonica di telepatia e omeopatia.
— Le persone comuni possono toccare i computer quantistici?
— Sì, scrivi un algoritmo quantistico di base evedere che è possibile accelerare la soluzione del problema in questo modo. La bellezza di tali algoritmi è che sono abbastanza semplici e belli. Possono essere usati per capire come funziona il calcolo quantistico, per vedere il ruolo dell'entanglement e della sovrapposizione nella risoluzione dei problemi.
Oppure puoi venire in escursione al russocentro quantistico, per vedere a che punto sono queste tecnologie, come vengono sviluppate da un intero team di scienziati prima che diventino dispositivi effettivamente utilizzati nella pratica.
— Perché sei un tecno-ottimista? Quali argomenti hai che la tecnologia non ci danneggerà?
- Ciò è in gran parte dovuto al fatto che tutto non haодной явной стороны. История показывает, что одно и то же научное достижение или технологию можно использовать по-разному. Например, ядерные технологии дали нам и энергию, и новый тип вооружений.
Ma sono ottimista perché ci sono aspetti positivila tecnologia sarà ancora utilizzata per ottenere progressi complessivi. Ciò funziona anche con l’informatica quantistica: i dispositivi e le tecnologie in grado di proteggere i dati appariranno molto prima di un computer quantistico in grado di hackerare qualsiasi cosa. Tali passaggi aiuteranno a neutralizzare gli aspetti negativi e a massimizzare i benefici: funzionerà sia con l’apprendimento automatico che con le biotecnologie. Pertanto, sono convinto che utilizzeremo i computer quantistici proprio per risolvere i problemi più difficili che l’umanità deve affrontare oggi.
Leggi di più:
Gli archeologi hanno ufficialmente confermato le leggende della Bibbia
Si è scoperto cosa succede alle cellule del corpo quando il cuore muore
Segnale Starlink violato per essere utilizzato come alternativa al GPS