"I løpet av de siste 25 årene har det vært en enorm fremgang innen kvanteteknologi."
— Mediene skriver mye
— Kvanteteknologier tiltrekker seg stortoppmerksomhet av flere grunner. For det første er de relatert til kvantefysikk, en veldig interessant vitenskapelig teori som beskriver de minste objektene vi kan samhandle med. Denne vitenskapen hjelper til med å beskrive tilstandene til kvanteobjekter, samt administrere dem. Konklusjonene som trekkes fra kvantemekaniske betraktninger motsier ofte det vi er vant til – vår «klassiske» erfaring.
For det andre dukker nå de første enhetene opp ogenheter bygget på prinsippene for å kontrollere individuelle kvantesystemer, og deres utvikling gjør det mulig å løse problemer som moderne superdatamaskiner ikke kan takle. Du kan løse andre viktige oppgaver. For eksempel å overføre informasjon på en slik måte at sikkerheten er garantert av grunnleggende fysiske lover, samt å måle miljøparametere, temperatur, parametere for elektromagnetiske felt, og så videre med maksimalt tillatt nøyaktighet.
Gapet mellom forventninger fra kvanteteknologier ogdet er en reell status for utviklingen deres, men den er ikke kritisk. Ekspertmiljøet er ganske konservativt, det snakker om gradvis fremgang og overgangen fra enkelt til komplekst. Ser man på hva som har skjedd de siste 25 årene, er det et kolossalt sprang fremover. Innen kvanteberegning har vi gått fra å demonstrere de grunnleggende prinsippene for drift av ulike typer kvanteberegningsenheter til å løse beregningsproblemer som er utilgjengelige for klassiske datamaskiner.
Alexey Fedorov
— Har du noen markører for at utviklingen på dette området er verdt å merke seg? Nå fokuserer alle på antall qubits – er dette en objektiv indikator?
— Antall qubits som en egen parameter er det ikkehjelper med å vurdere status for kvantedatabehandlingsutvikling. Hvis du er interessert i en vitenskapelig prestasjon og ønsker å forstå statusen, Så langt dette eller det resultatet er verdt oppmerksomhet, er det én enkel og veldig korrekt oppskrift - å sjekke at resultatene er verifisert av det vitenskapelige miljøet.
For eksempel Google før demonstrasjonen av kvanteExcellence utarbeidet nøye en vitenskapelig artikkel. De jobbet med det i lang tid, jeg tror omtrent et år, for å overbevise det vitenskapelige samfunnet om riktigheten av konklusjonene. Artikkelen ble publisert sammen med en kolossal mengde tilleggsmateriale i et av de mest respekterte vitenskapelige tidsskriftene. Derfor, til tross for problemene med "overoppheting" og overvurdering av muligheter, når man evaluerer teknologier, ville det være greit å se på statusen til vitenskapelige publikasjoner om dette emnet i ledende tidsskrifter.
Apropos antall qubits, fellesskapetprøver å velge ett forståelig tall for å forklare all fremdriften gjennom det. Derfor ser vi publikasjoner om 2, 10, 15, 5000 qubits – men hva betyr dette? Min forsiktige antagelse er at vi i nær fremtid i økende grad ikke vil høre om antall qubits, men om systemenes evne til å løse reelle problemer.
Det er en annen retning for kvanteteknologier -kvantekommunikasjon eller, mer presist, kvantenøkkeldistribusjon. Her er andre kriterier hastigheten på nøkkelgenerering, evnen til å integrere kvanteløsninger i klassisk infrastruktur. Mange av dem vurderer utviklingen mer nøkternt enn én metrikk eller parameter.
— Hvilke teknologier på dette området interesserte deg personlig?
– Jeg begynte med at jeg drev med kvantekommunikasjon og post-kvantekryptografi. Dette er to områder knyttet til beskyttelse av informasjon i en tid med utseendet til en kvantedatamaskin. Hvis en kvantedatamaskin er kraftig nok – med mange gode qubits – vil den kunne knekke noen av dagens kryptografiske algoritmer. Vi har utviklet en ny generasjon databeskyttelsesenheter, algoritmer og verktøy som kan motvirkes av trusler ved hjelp av en kvantedatamaskin. Disse teknologiene har allerede nådd en moden fase og utvikles ikke av RCC, men av individuelle selskaper.
Mitt nåværende fokus er på kvanteberegning.Vi jobber med å lage algoritmer og programvare for fremtidige kvantedatamaskiner. Hovedutfordringen for hele kvantealgoritmesamfunnet er å forstå om det er mulig å oppnå beregningsmessig overlegenhet i å løse praktiske problemer med nåværende eller fremtidige generasjoner av kvantedatamaskiner.
Er datasikkerhet den eneste trusselen som kvantedatamaskiner utgjør? Eller er det andre aspekter å være bekymret for?
— Hovedtrusselen er i retning av å yteinformasjonssikkerhet. Men det er andre vanskeligheter - vi kan ikke verifisere løsningen av noen problemer ved hjelp av kvantedatamaskiner, derfor kan vi ikke bruke dem. Men dette er ikke et unikt problem – det finnes også i klassisk superdatabehandling. Tross alt, hvis en superdatamaskin i en enkelt kopi løser et eller annet problem, hvordan bekrefter jeg denne løsningen? I klassisk databehandling har folk i flere tiår tenkt på hvordan man gjør dette og hvordan disse verktøyene kan tilpasses for kvantedatabehandling.
– Innenfor AI og maskinlæring snakkes det ofte om ekstern regulering for at teknologien ikke skal komme ut av kontroll. Finnes det slike samtaler innen kvanteteknologi også, eller er det for tidlig å snakke om det?
– Maskinlæringserfaring vil være nyttig forkvantedatamaskiner - pluss minus snakker vi om det samme. Men hvordan bruke den? Jeg tror vi må stole på komplekse teknologier, selv om vi ikke helt forstår hvordan de fungerer. Det vil være mulig å jobbe med disse løsningene og vi kan sørge for at de ikke skader oss.
— Er du ikke bekymret for at klønete regulering skal stoppe fremgangen på dette området?
Jeg er en teknologisk positivist. Jeg tror at enhver teknologi, til tross for risikoen, hovedsakelig har fordeler hvis den behandles fornuftig.
"Ledende tidsskrifter forblir nøytrale - slik moderne vitenskap burde være"
— Er det vanskelig å håndtere kvanteteknologier i Russland? Hvem er hovedkunden nå, hva ønsker han å få som resultat?
— Det er en trend at staten er hovedrolleninvestor i utviklingen av kvanteteknologier. Ser man på finansiering, kommer hoveddelen av den gjennom statlige programmer, de såkalte veikartene for utvikling av kvanteteknologier. De er i alle utviklede teknologiske land - USA, EU-land, Canada, Japan, Storbritannia, Australia, Kina.
I tillegg kommer store midlerfra private selskaper og investorer. Private penger lar deg bevege deg mye raskere og krever enklere rapportering. Og på noen områder ser vi den beste ytelsen i startups, et sted i selskaper som tradisjonelt er assosiert med databehandling. Tonen er satt av Google, IBM, Intel og deres partneruniversiteter.
I Russland er trenden mot finansiering fraVi har også stater, vi har vedtatt et veikart for utvikling av kvantedatabehandling, der det arbeides med å bygge flere kvanteprosessorer og skyprogramvare. Dette er betydelige midler, men alt er relativt. En dag, etter et foredrag der jeg snakket om finansiering, kom en forsker som jobber innen bioteknologi til meg og lurte på hvorfor så lite penger i verden brukes på kvanteteknologi.
— Hvordan utvikler kvanteteknologier seg i Russland? Er det startups som gjør dette?
- Dynamisk.Historisk sett ble mye for kvanteteknologi oppfunnet i USSR og Russland. Hvis du ser på Nobelprisene som ble tildelt for førstebølgekvanteteknologier, er de assosiert med arbeid innen lavtemperaturfysikk, som ble grunnlaget for moderne kvanteberegning. Skolen vår og interessen vår er bevart, alt ligger til rette for å jobbe i denne retningen. Til og med ideen om en kvantedatamaskin av Richard Fein i USA og Yuri Mann, en sovjetisk matematiker, oppsto parallelt.
Nå er planene å utvikle et kvantejern, prosessorer på ulike fysiske prinsipper. Praksis viser at det er mulig å bevege seg i denne retningen. Dette er et veldig konkurransedyktig område, hver dag er det nye ideer som må reageres på. Jeg er optimistisk - du må tilby noe nytt og bevege deg i din egen retning, og ikke helt basere utviklingen din på andres ideer for å ta igjen noen en dag, og i fremtiden for å ta forbi.
Det er kvantestartups.Jeg har allerede snakket om QRate og QApp, som omhandler henholdsvis kvante- og postkvantekryptografi. Vi jobber for tiden med å lansere en oppstart innen kvanteberegning.
— Er mangelen på finansiering knyttet til den lange planleggingshorisonten innen kvanteberegning?
— Ja, private investorer trenger klare resultater ogtilstrekkelig tidshorisont. Offentlige investeringer gjør at vi kan bevege oss litt mer strategisk. Men etter hvert som teknologien utvikler seg og tilpasser seg, vil disse investeringene øke og ta andre former.
— Hvordan har isolasjon fra det internasjonale forskersamfunnet påvirket arbeidet ditt?
— Det var en veldig turbulent periode, som sattkolleger i en ganske vanskelig posisjon. Men vi var og forblir åpne for samhandling. Vanskeligheter og hindringer dukket opp fra den andre siden - ofte ble de pålagt av administrative regler. Men i det siste ser jeg en positiv trend. Vi fortsatte de felles artiklene og arbeidene som vi planla med kolleger. Jeg håper dette fortsetter.
Det er vanskelig å spå, men vi har en ganske lang tidhorisont for felles arbeidsplanlegging. Selv om det er mulig å flytte etter planen, men det er utskeielser - noen ganger skriver forskere merkelige kommentarer om behovet for å bekrefte eller avkrefte involvering i visse politiske ideer. Men generelt forblir de ledende tidsskriftene nøytrale – slik moderne vitenskap burde være. For eksempel har russiske forskere i det siste fortsatt å publisere i publikasjoner fra American Physical Society. Alt er bevart, alt fungerer.
«Noen sier at ingen trenger kvanteteknologi. Andre - at de kan løse ethvert problem"
– Er det noen misoppfatninger eller unøyaktigheter du oftest fanger?
– Den viktigste er polariteten til meningene om kvanteteknologier. Noen sier at ingen trenger kvantedatabehandling, at det aldri vil fungere, og at kvantedatamaskiner ikke kan bygges. Slike vitenskapelige artikler fortsetter å bli publisert til i dag. Og det er hyperoptimistiske kolleger som prøver å bruke en kvantedatamaskin til alt og løse eventuelle problemer.
Begge ekstreme synspunkter gjør megrådvillhet, men det er også en fornuftig posisjon. Vi har fortsatt grunn til å tro at en kvantedatamaskin vil gi akselerasjon i en eller annen klasse av problemer. Jeg er for en balansert tilnærming, fokusert på å teste hypoteser, og hvis noen av dem ikke blir bekreftet, er det ikke noe galt med det, det er bare hypoteser.
Det er også morsomt at fysikere tilsynelatende er på hjertetromanse. Derfor velger de noen ganger ikke de mest vellykkede navnene for vitenskapelige arbeider eller fenomener. For eksempel er det kvanteteleportering. Spørsmålet dukker ofte opp: er det mulig å teleportere en person ved hjelp av kvanteteleporteringsmetoder? Men vi må forstå at kvanteteleportering ikke er fysisk bevegelse av masse fra ett punkt til et annet, men overføring av kvantetilstander.
Mange begreper som dukker opp i det vitenskapeligesamfunnet, må du forklare ordentlig. For eksempel er kvantepseudo-telepati et fullstendig vitenskapelig fenomen. Eller for eksempel kvantehomeopati også. Hvis du ser på alt dette med et uforberedt øye, kan det oppstå forvirring. Men i dette tilfellet er begrepene svært fjernt knyttet til den kanoniske definisjonen av telepati og homeopati.
— Kan vanlige mennesker ta på kvantedatamaskiner?
— Ja, skriv en grunnleggende kvantealgoritme ogå se at det er mulig å fremskynde løsningen av problemet på denne måten. Det fine med slike algoritmer er at de er ganske enkle og vakre. De kan brukes til å forstå hvordan kvanteberegning fungerer, for å se rollen til sammenfiltring og superposisjon i å løse problemer.
Eller du kan komme på utflukt til russenkvantesenter, for å se på hvilket stadium disse teknologiene er, hvordan de utvikles av et helt team av forskere før de blir enheter som faktisk brukes i praksis.
— Hvorfor er du en teknooptimist? Hvilke argumenter har du for at teknologi ikke vil skade oss?
– Dette skyldes i stor grad at alt ikke haren klar side. Historien viser at samme vitenskapelige prestasjon eller teknologi kan brukes på forskjellige måter. For eksempel har atomteknologi gitt oss både energi og en ny type våpen.
Men jeg er optimist fordi de positive sideneteknologi vil fortsatt bli brukt for å oppnå generell fremgang. Dette fungerer også med kvantedatabehandling – enheter og teknologier som kan beskytte data vil dukke opp mye tidligere enn en kvantedatamaskin som kan hacke hva som helst. Slike trinn vil bidra til å nøytralisere de negative aspektene og maksimere fordelene – dette vil fungere med både maskinlæring og bioteknologi. Derfor er jeg overbevist om at vi vil bruke kvantedatamaskiner nettopp for å løse de vanskeligste problemene menneskeheten står overfor i dag.
Les mer:
Arkeologer har offisielt bekreftet legendene fra Bibelen
Det viste seg hva som skjer med cellene i kroppen når hjertet dør
Starlink-signal hacket for å brukes som et alternativ til GPS