루슬란 유누 소프— 러시아 양자센터 소장. 물리학 우등 졸업
RCC연구기관이다.양자물리학 분야의 기초 및 응용 연구를 수행하고, 양자 효과를 활용한 신기술 및 소자의 창출 및 상용화에 힘쓰고 있습니다. 전문가들은 초고감도 센서, 광학 미세공동, 양자 컴퓨터(큐비트) 요소, 양자 암호화 시스템 등을 개발하고 있습니다. 2016년에 이 센터는 러시아 최초로 상용 회선에서 절대적으로 안전한 통신을 시작했으며, 2017년 5월에는 러시아 최초의 다중 노드 양자 네트워크와 세계 최초의 양자 블록체인을 출시했습니다.
양자 프로세서, 러시아 개발 및 스택
- 양자 기술 개발 로드맵에는 무엇이 포함되어 있습니까?
— 로드맵에는 세 가지 주요 내용이 포함됩니다.하위 기술: 양자 컴퓨팅, 즉 양자 컴퓨터, 양자 통신 및 양자 센서. 성숙도의 관점에서 말하면 오늘날 양자 통신은 전 세계 솔루션과 비교할 때 가장 경쟁력이 있습니다. 지난 3년 동안 우리는 리더들과의 격차를 크게 줄이는 데 성공했고, 이제 그들을 따라잡고 있습니다. 2024년까지 목표는 세계적 수준의 솔루션을 만들고 세계 시장에 진출하여 그곳에서 장치를 판매하는 것입니다. 우리가 말하는 목표는 세계 시장의 8%입니다.
- RCC는 언급 한 세 가지 영역을 모두 개발합니까?
- 부분적으로.우리는 양자 통신을 위한 자체 팀을 가지고 있지만 러시아에는 두 개의 연구 그룹이 더 있습니다. 양자 컴퓨팅에서 우리는 이 넓은 분야의 일부를 개발하고 있지만 전부는 아닙니다. 양자 컴퓨팅에 대해 이야기하면 많은 사람들이 문제의 공식을 정확하게 이해하지 못합니다. 양자 컴퓨터의 문제를 해결하려면 양자 프로세서만으로는 충분하지 않습니다. 이를 관리할 수 있어야 하며 전체 스택을 해결하려면 운영 체제, 알고리즘이 필요합니다.
- 큐빗의 수명을 늘리기 위해 컴퓨터에 대해 이야기 할 때 지금은 어떤 작업을하고 있습니까? IBM 컴퓨터의 예를 생각해 봅시다.
- 보세요, 지금 당신이 말하는 것은첫 번째 수준의 질문, 하드웨어. 제대로 작동하도록 프로세서 자체를 구축하는 방법. 그리고 이를 구축할 수 있는 기술 기반은 초전도성, 저온 원자 및 저온 이온 등 여러 가지입니다. 5년 안에 어느 쪽이 승리할지는 불분명하다.
- 모든 솔루션이 한 가지 해결책으로 등장 할 것인가? 동시에 모든 기술이 동시에 시장에 출시되는 것은 아닌가?
-아마도 조만간 뭔가가 올 것입니다.홀로. 왜? 예를 들어, 클래식 프로세서는 모두 동일한 기술을 기반으로 구축되었습니다. 이론적으로는 다른 것을 만드는 것이 가능했습니다. 여기에는 투자, 효율성 등 여러 가지 이유가 있습니다. 이제 어떤 기술이 승리할지는 확실하지 않습니다. 초전도 큐비트에는 수명 등 기술적 문제가 있지만 이것이 유일한 문제는 아니다. 녹음과 읽기의 정확성도 매우 중요합니다. 그리고 충분히 크고 확장 가능한 시스템을 구축하는 방법입니다. 이것이 주요 질문입니다. 해결해야 할 매개변수가 많습니다. 당신이 좋은 프로세서를 만들었다고 가정해보자. 귀하의 컴퓨터는 하나의 프로세서에서 작동하지 않습니다. 또한 오류 수정 알고리즘, 수정 코드, 문제 해결을 위한 알고리즘, 운영 체제 자체, 프로그래밍 언어, 문제를 다운로드하고 솔루션을 얻을 수 있는 업계용 인터페이스가 필요합니다.
- 프로세서와 동시에 구축 할 수 있습니까?
- 물론 이죠. 예를 들어, 사람들은 추상적 인 양자 컴퓨터를위한 프로그래밍 언어를 작성합니다. 숫자를 분해하기위한 양자 알고리즘이나 다른 것들은 일반적으로 추상적 인 양자 컴퓨터, 즉 보편적으로 만들어집니다. 사람들이 소프트웨어, 높은 수준의 프로그램을 작성할 때 어떤 프로세서를 사용할지 생각하지 않고 논리 수준에서 작성합니다. 유사하게 알고리즘은 로직 레벨에서 개발됩니다.
양자 컴퓨터는 농업 에서조차 올 것입니다.
- 양자 센서에 대해 이야기 해 주시겠습니까?
— 양자 센서의 일례 —초전도 양자 컴퓨터 초전도 상태의 체인을 큐비트로 사용합니다. 그리고 수명의 문제는 외부 방해로 인해 이 상태가 파괴된다는 것입니다. 동일한 디자인을 파괴하는 외부 필드의 감지기로 사용하면 자기장을 매우 정확하게 측정할 수 있습니다. 자기장의 가장 정확한 측정은 동일한 큐비트 기술을 사용하여 수행되지만 형식만 다릅니다. 개별 원자(예: 다이아몬드 결정에 배치된 질소 원자)를 사용할 수 있습니다. 그들은 매우 고립되어 있으므로 동일한 자기장, 온도 또는 중력을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 이는 이미 실험실에서 일어나고 있지만 산업용 제품으로 넘어가는 것이 필요합니다. 이는 매우 작고 에너지 효율적이며 민감한 센서입니다.
브리핑이 끝날 때 당신은 양자기술은 모든 지점에 올 것이다. 왜 그들은 모든 산업에 종사하고 있습니까? 당신은 일반 컴퓨터와 비유하지만 많은 산업 분야에서 일반 컴퓨터가 모든 문제를 해결합니다.
-네, 하지만 기존 컴퓨터가 등장했을 때 모든 산업에 필요한 것은 아니었습니다. 50년 전에는 모든 사람에게 컴퓨터가 필요한 것은 아니었고 사람들은 '그래, 난 컴퓨터가 필요하지 않아'라고 말했습니다. 그리고 오늘날에는 그러한 산업이 하나도 없습니다 ...
퀀텀도 똑같은 일이 일어날 것이라고 생각하니?
- 아직도 권력을 가졌 으면새로운 도전이 왔습니다. 여기에도 인공 지능 (예 : 어디서나 필요하지 않은 곳)? 네, 거의 모든 곳에서. 더 쉽게 접근 할 수 있고, 간단하며, 통합 할 수 있고 더 넓은 범위의 문제를 해결하는 것처럼, 그것은 모든 곳에서 사용될 것입니다. 양자 컴퓨터는 다양한 문제에 대한 해결책을 제공하는 기반 기술과 같습니다. 이 기술이 발전함에 따라 농업, 산업 분야 및 은행 부문에이를 것입니다.
- 2024 년쯤에 말 했잖아. 그러나 비즈니스에 대한 기술의 경제성, 심지어 커다란 기술에 대해서도 이야기한다면, 기업이 그러한 기술을 제공 할 수있을 때 우리는 어떤 용어를 말할 수 있습니까?
— 여기에는 한 가지 문제가 있습니다. 얼마나 필요한지 명확하지 않습니다.양자 컴퓨터 확장의 기술적 문제를 해결할 시간입니다. 어쩌면 3년, 어쩌면 그 이상일 수도 있습니다. 구현 단계에 이르면 해결하는 데 몇 년이 걸리는 기술적 문제를 발견하는 경우도 있습니다. 때로는 정상적으로 움직일 때도 있습니다. 지금까지는 움직임이 있는 것처럼 보이지만 명확하지는 않습니다. 따라서 5년에 걸쳐 비용 효율적인 솔루션이 제안될 것으로 예상됩니다.
액세스 정보 - 모두가 구매해야하는 것은 아닙니다.양자 컴퓨터는 양자 컴퓨팅 기능을 시도합니다. 이미 기술을 테스트하기 위해 IBM은 컴퓨터에 클라우드 액세스를 제공합니다. 그리고 여기서 우리는 로드맵의 틀 내에서 클라우드 플랫폼을 만드는쪽으로 나아갈 것을 제안합니다. 모든 사람이 컴퓨터를 구입하지 않고도 획기적인 기술을 테스트 할 수 있습니다.
- 예를 들어 다른 조직에서 액세스 할 수있는 RCC에 구축 된 컴퓨터가 될 것입니까?
- 반드시 RCC에있을 필요는 없습니다.에 의해 지어지는 그리고 주요 아이디어는이 플랫폼이 다른 컴퓨터에 액세스 할 수 있다는 것입니다. 이제는 보편적 인 양자 컴퓨터, 시뮬레이터가 있기 때문에 양자에서 영감을 얻은 고전 알고리즘이 있습니다. 고전적인 컴퓨터 만 있습니다. 그리고 작업의 특성과 복잡성에 따라 오류가 해당 시스템에 전송됩니다. 지금과 마찬가지로 우리에게는 프로세서와 코 프로세서가 있으며 그래픽 프로세서도 있습니다. 그리고 작업이 무엇인지에 따라 시스템은 해결을 위해 보낼 곳을 결정합니다. 따라서 여기에 있습니다 : 작업에 따라 플랫폼은 어디에서 시도해야하는지 이해해야합니다. 그리고 한 대의 컴퓨터가 아니라 여러 대의 시뮬레이터와 함께 작동합니다.
"양자 컴퓨터가 나타나면 모든 암호화 시스템을 손상시킬 수 있습니다." 우리는이 순간을 위해 준비가되어 있습니까?
- 양자 통신은이를 막아줍니다. 러시아에서는 특히 양자 키 분배 설치 (quantum key distribution installation)라는 자회사 인 Qrate가 적절한 솔루션을 개발했습니다. 내일이 문제가 발생하면 인프라에 시간이 걸리기 때문에 언젠가는 해결되지 않을 것입니다. 또한, 아직 새로운 유형의 알고리즘 (소위 양자 이후 알고리즘이라고 함)도 아직 구현되지 않았습니다. 우리는 완전 무장 한 양자 컴퓨터의 등장을 위해 노력하고 있습니다.
퀀텀 커뮤니케이션- 전송된 데이터를 보호하는 통신 네트워크양자 역학의 기본 법칙을 사용하여 데이터를 생성합니다. 이는 소위 양자 암호화를 실제로 구현한 것입니다. 이는 양자 컴퓨팅 및 암호화 시스템의 중요한 요소를 형성합니다. 물리적으로 분리된 양자 시스템 간의 정보 전송을 허용합니다. 분산 컴퓨팅에서 네트워크의 네트워크 노드는 양자 게이트 역할을 하여 정보를 처리할 수 있습니다. 키 분배 알고리즘을 사용하여 안전한 데이터 전송을 달성할 수 있습니다.
포스트 양자 암호 법- 남아있는 암호화 부분양자 컴퓨터의 출현 및 공격과 관련이 있습니다. 양자 컴퓨터는 기존 암호화 알고리즘의 컴퓨팅 속도에서 기존 컴퓨터 아키텍처보다 훨씬 빠르기 때문에 현대 암호화 시스템은 잠재적으로 공격에 취약해집니다. 대부분의 전통적인 암호 시스템은 정수 인수분해 문제 또는 이산 로그 문제에 의존하며, 이는 Shor의 알고리즘을 사용하여 충분히 큰 양자 컴퓨터에서 쉽게 풀 수 있습니다.
- 당신은 양자 기술이 5 년 안에 사업에 도입되기 시작할 것이라고 말합니까?
- 컴퓨터는 5 년의 수평선에 나타날 것이며,누가 최초의 비용 효율적인 문제를 풀어 나갈 것인가. 이것은 분해의 작업입니다 - 가장 어려운 것 중 하나이며, 첫 번째 단계에서는 해결되지 않습니다. 예를 들어, 첫 번째 재료를 모델링하는 것보다 더 많은 힘이 필요합니다. 최적화 문제에 대한 요구 사항. 아마도 인수 분해보다 적습니다. 즉, 여러 문제를 해결하는 수십 개의 양자 알고리즘이 있습니다. 해킹 할 인수 분해를하는 Shor의 알고리즘은 상당히 까다 롭습니다.