ルスラン・ユヌソフ— ロシア量子センター所長。物理学を優秀な成績で卒業
RCCという研究機関です。量子物理学の分野で基礎研究と応用研究を実施し、量子効果の利用に基づいた新しい技術やデバイスの創出と商業化に取り組んでいます。専門家は、超高感度センサー、光マイクロキャビティ、量子コンピューター (量子ビット) の要素、量子暗号システムなどを開発しています。同センターは2016年にロシアで初めて商用回線を介した完全に安全な通信を開始し、2017年5月には同国初のマルチノード量子ネットワークと世界初の量子ブロックチェーンを開始した。
量子プロセッサ、ロシアの開発とスタック
- 量子技術開発のロードマップには何が含まれていますか？
— ロードマップには主に 3 つの要素が含まれていますサブテクノロジー: 量子コンピューティング、つまり量子コンピューター、量子通信、量子センサー。成熟度の観点から言えば、今日の量子通信は、世界中のソリューションと比較して最も競争力があります。過去 3 年間で、私たちはリーダーとの差を大幅に縮めることに成功し、今では彼らに追いつきつつあります。 2024 年までの目標は、世界クラスのソリューションを作成し、世界市場に参入し、そこでデバイスを販売することです。私たちが話している目標は、世界市場の 8% です。
- RCCはあなたが言及した3つの分野すべてを発展させますか？
- 部分的に。私たちには量子通信に関する独自のチームがありますが、ロシアにはさらに 2 つの研究グループがあります。量子コンピューティングでは、この大きな分野の一部を開発していますが、すべてではありません。量子コンピューティングについて話す場合、多くの人は問題の定式化を正確に理解していません。量子コンピューターで問題を解決するには、量子プロセッサーだけでは十分ではありません。それを管理できる必要があり、スタック全体を解決するためのオペレーティング システムとアルゴリズムが必要です。
- 量子ビットの寿命を延ばすために、今私たちがコンピュータについて話すならば、どんな仕事がありますか？ IBMのコンピューターの例を考えてみましょう。
-ほら、あなたが今言っていることは、第一レベルの質問、ハードウェア。適切に動作するようにプロセッサ自体を構築する方法。そして、それを構築できるいくつかの異なる技術基盤があります - 超伝導、または冷たい原子と冷たいイオンです。 5年後にどちらが優勝するかは不明だ。
- すべてが1つの解決策になるのでしょうか。すべてのテクノロジが同時に市場に出るのではないでしょうか。
- おそらく、遅かれ早かれ何かが起こるだろう一人で。なぜ？たとえば、従来のプロセッサはすべて同じテクノロジーに基づいて構築されています。理論的には別のものを作ることも可能でしたが。これには、投資や効率など、いくつかの理由があります。どのテクノロジーが勝つかは現時点では明らかではありません。超伝導量子ビットには寿命などの技術的な問題がありますが、問題はそれだけではありません。記録と読み取りの正確さも非常に重要です。そして、十分に大規模でスケーラブルなシステムを構築する方法。これが主な質問です。対処する必要があるパラメータが多数あります。優れたプロセッサを構築したと想像してみましょう。お使いのコンピューターは 1 つのプロセッサでは動作しません。また、エラー修正アルゴリズム、修正コード、問題を解決するためのアルゴリズム、オペレーティング システム自体、プログラミング言語、問題をダウンロードして解決策を得ることができる業界向けのインターフェイスも必要です。
- それはプロセッサと同時に構築することができますか？
- もちろん、これは完了です。 例えば、人々は抽象的な量子コンピュータのためのプログラミング言語を書きます。あるいは、数を因数分解するための量子アルゴリズム、何か他のもの - それらは一般的に抽象的な量子コンピュータ、いわゆるユニバーサルのために作られています。人々がソフトウェア、高水準プログラムを書くとき、彼らはそれがどのプロセッサで行われるかについて考えず、彼らは論理レベルで書く。同様に、アルゴリズムは論理レベルで開発されています。
量子コンピュータは農業でもやってくる
- 量子センサーについて教えてください。
— 量子センサーの一例 —超伝導量子コンピュータ このような超伝導状態の鎖を量子ビットとして利用する。そして、寿命に関する問題は、外部からの妨害によってこの状態が破壊されることです。同じ設計を、磁場を破壊する外部磁場の検出器として使用すると、磁場を非常に正確に測定できます。磁場の最も正確な測定は、この同じ量子ビット技術を異なる形式で使用して実行されます。個々の原子、たとえばダイヤモンド結晶内に配置された窒素原子を使用できます。それらは非常に隔離された場所に配置されているため、同じ磁場、温度、重力の測定に使用できます。これはすでに研究室では起こっていますが、工業製品にも進む必要があります。これらは非常に小型でエネルギー効率が高く、高感度のセンサーになります。
- ブリーフィングの最後に、あなたは量子技術はあらゆる分野に及ぶでしょう。そして、なぜ彼らはすべての産業にいるのでしょうか。あなたは普通のコンピュータとの類推をしました、しかし多くの産業では、普通のコンピュータはすべての問題を解決します。
- はい、しかし、従来のコンピューターが登場したとき、それはすべての業界で必要とされていたわけではありませんでした。 50 年前、誰もがコンピューターを必要としたわけではなく、人々は「はい、私にはコンピューターは必要ありません」と言っていました。そして今日、そのような業界は一つもありません...
- 同じことがクォンタムのものでも起こると思いますか？
- まだ力があるとき、頭新たな挑戦があります。ここでも、例えば、人工知能 - 必要な場合には、どこにでもないのか。はい、ほとんどどこでも。それがよりアクセスしやすく、単純で、可積分的になり、そしてより広範囲の問題を解決するように、それはどこでも使われるでしょう。量子コンピュータは、さまざまな問題に対する解決策を提供する基盤技術のようなものです。この技術が発展するにつれて、それは農業、産業部門、そして銀行部門にもたらされるでしょう。
- あなたは2024年について言った。しかし、たとえ大規模なものであっても、ビジネスのためのテクノロジの手頃な価格について話したら、そのようなテクノロジが企業によって提供されることができるときにどのような用語を話せますか。
— ここには問題が 1 つあります。どれだけの量が必要かが明確ではありません。量子コンピューターのスケーリングに関する技術的問題を解決する時期が来ています。おそらく3年、あるいはそれ以上かもしれません。場合によっては、実装段階に到達すると、解決までに数年かかる技術的問題が発生することがあります。普通に動くこともあります。今のところ動きはあるようですが、明らかではありません。したがって、5 年間にわたって、費用対効果の高いソリューションが提案されることが期待されます。
アクセスについて - 誰もが購入する必要はないでしょう量子計算能力を試す量子コンピュータすでに、この技術をテストするために、IBMは自社のコンピューターへのクラウドアクセスを提供しています。そしてここでは、ロードマップの枠組みの中で、クラウドプラットフォームの構築に向かって進むことを提案します。誰もがコンピュータを購入せずに画期的なテクノロジをテストできるように
- それで、それは例えばRCCに建てられたコンピュータになるでしょう。
- 必ずしもRCCにあるとは限らず、どこにあっても構いません。によって建てられたそして主なアイデアは、このプラットフォームは異なるコンピュータにアクセスできるということです。今や普遍的な量子コンピューター、シミュレーター、量子にヒントを得た古典的なアルゴリズムがあるので、ただ古典的なコンピューターがあります。そして、タスクの性質と複雑さに応じて、それは対応するシステムにエラーのために送信されます。今と同じように、内部にはプロセッサ、コプロセッサ、そしてグラフィックプロセッサもあります。そしてタスクが何であるかに基づいて、システムはそれをどこに送って解決するかを決定します。それでここにあります：タスクに応じて、プラットフォームはそれを解決しようとするほうが良い場所を理解するべきです。 1台のコンピュータではなく、複数台のコンピュータ、そしてシミュレータを使用することもできます。
「量子コンピュータが出現すると、それはすべての暗号化システムを解読することができます。」私たちはこの瞬間の準備ができていますか？
- 量子通信はこれを防ぐ。 ロシアでは、特に当社の子会社であるQrate、いわゆる量子鍵配送システムによって適切なソリューションが開発されています。明日この問題が発生した場合、インフラストラクチャに時間がかかるため、1日で解決することはありません。さらに、新しいタイプのアルゴリズム（いわゆるポスト量子アルゴリズム）がまだあります。それらもまだ実装されていません。私たちは、完全に武装した量子コンピュータの外観を満たすための努力をしています。
量子通信- 送信データを保護する通信ネットワーク量子力学の基本法則を使用してデータを処理します。これらは、いわゆる量子暗号の実用的な実装です。これらは、量子コンピューティングおよび暗号化システムの重要な要素を形成します。物理的に分離された量子システム間での情報の転送を可能にします。分散コンピューティングでは、ネットワーク内のネットワーク ノードが量子ゲートとして機能することで情報を処理できます。安全なデータ転送は、キー配布アルゴリズムを使用して実現できます。
ポスト量子暗号- 残っている暗号化の部分量子コンピューターの出現と攻撃に関連しています。量子コンピューターは、従来の暗号アルゴリズムの計算速度が古典的なコンピューター アーキテクチャよりも大幅に速いため、最新の暗号システムは潜在的に攻撃に対して脆弱になります。従来の暗号システムのほとんどは整数因数分解問題または離散対数問題に依存しており、これらはショールのアルゴリズムを使用する十分な大きさの量子コンピューターで簡単に解決できます。
- 5年以内に量子技術がビジネスに導入されるようになるとおっしゃいますか。
- コンピュータは5年以内に登場するでしょう、誰が最初の費用対効果の高い問題を解決し始めるでしょう。これは因数分解の仕事です - 最も難しいものの1つ、それは最初の段階で解決されないでしょう。そのために、例えば、いくつかの最初の材料をモデル化するためよりも多くの力が必要とされる。最適化問題に対する要求、おそらく因数分解に対する要求よりも少ない。つまり、今ではさまざまな問題を解決する数十の量子アルゴリズムがあります。ハッカーする素因数分解を行うShorのアルゴリズムは非常に要求が厳しいです。