“Nos últimos 25 anos, houve um tremendo progresso nas tecnologias quânticas."
— A mídia escreve muito
— As tecnologias quânticas atraem grandesatenção por vários motivos. Primeiro, eles estão relacionados à física quântica, uma teoria científica muito interessante que descreve os menores objetos com os quais podemos interagir. Essa ciência ajuda a descrever os estados dos objetos quânticos, bem como a gerenciá-los. As conclusões tiradas das considerações da mecânica quântica muitas vezes contradizem o que estamos acostumados - nossa experiência "clássica".
Em segundo lugar, os primeiros dispositivos estão aparecendo agora edispositivos construídos com base nos princípios de controle de sistemas quânticos individuais, e seu desenvolvimento permite resolver problemas com os quais os supercomputadores modernos não conseguem lidar. Você pode resolver outras tarefas importantes. Por exemplo, para transmitir informações de forma que a segurança seja garantida pelas leis físicas fundamentais, bem como para medir parâmetros ambientais, temperatura, parâmetros de campos eletromagnéticos e assim por diante com a máxima precisão permitida.
A lacuna entre as expectativas das tecnologias quânticas eexiste um status real de seu desenvolvimento, mas não é crítico. A comunidade de especialistas é bastante conservadora, fala de um progresso gradual e da transição do simples para o complexo. Se você olhar para o que aconteceu nos últimos 25 anos, é um salto colossal à frente. No campo da computação quântica, passamos da demonstração dos princípios básicos de operação de vários tipos de dispositivos de computação quântica à solução de problemas computacionais inacessíveis aos computadores clássicos.
Alexey Fedorov
— Você tem algum sinal de que o desenvolvimento nessa área merece atenção? Agora todo mundo está focado no número de qubits - este é um indicador objetivo?
— O número de qubits como um parâmetro separado não éajuda a avaliar o status do desenvolvimento da computação quântica. Se você estiver interessado em alguma conquista científica e quiser entender seu status, Na medida em que este ou aquele resultado merece atenção, existe uma receita simples e muito correta - verificar se os resultados foram verificados pela comunidade científica.
Por exemplo, o Google antes da demonstração de quantumExcelência preparou cuidadosamente um artigo científico. Eles trabalharam muito tempo, acho que um ano, para convencer a comunidade científica da exatidão das conclusões. O artigo foi publicado junto com uma quantidade colossal de materiais adicionais em uma das revistas científicas mais respeitadas. Portanto, apesar dos problemas de "superaquecimento" e superestimação de oportunidades, ao avaliar tecnologias, seria bom observar a situação das publicações científicas sobre o tema nos principais periódicos.
Falando do número de qubits, a comunidadetenta escolher um número compreensível para explicar todo o progresso através dele. Portanto, vemos publicações sobre 2, 10, 15, 5.000 qubits - mas o que isso significa? Minha suposição cautelosa é que, em um futuro próximo, ouviremos cada vez mais não sobre o número de qubits, mas sobre a capacidade dos sistemas de resolver problemas reais.
Há outra direção das tecnologias quânticas -comunicações quânticas ou, mais precisamente, distribuição quântica de chaves. Aqui, outros critérios são a velocidade de geração de chaves e a capacidade de integrar soluções quânticas na infraestrutura clássica. Muitos deles avaliam os desenvolvimentos de forma mais sóbria do que uma métrica ou parâmetro.
— Quais tecnologias nesta área lhe interessaram pessoalmente?
- Comecei com o fato de estar envolvido em quantumcomunicações e criptografia pós-quântica. Essas são duas áreas relacionadas à proteção da informação na era do surgimento de um computador quântico. Se um computador quântico for poderoso o suficiente – com muitos bons qubits – ele será capaz de quebrar alguns dos algoritmos criptográficos atuais. Temos desenvolvido uma nova geração de dispositivos, algoritmos e ferramentas de proteção de dados que podem ser combatidos por ameaças usando um computador quântico. Essas tecnologias já atingiram uma fase madura e estão sendo desenvolvidas não pelo RCC, mas por empresas individuais.
Meu foco atual é a computação quântica.Trabalhamos na área de criação de algoritmos e software para futuros computadores quânticos. O principal desafio para toda a comunidade de algoritmos quânticos é entender se é possível alcançar superioridade computacional na resolução de problemas práticos com as gerações atuais ou futuras de computadores quânticos.
A segurança dos dados é a única ameaça que os computadores quânticos representam? Ou há outros aspectos para se preocupar?
— A principal ameaça está no sentido de fornecersegurança da informação. Mas existem outras dificuldades - não podemos verificar a solução de alguns problemas com a ajuda de computadores quânticos, portanto não podemos usá-los. Mas este não é um problema único - existe também na supercomputação clássica. Afinal, se um supercomputador em uma única cópia resolve algum problema, como verificar essa solução? Na computação clássica, as pessoas pensam há décadas sobre como fazer isso e como essas ferramentas podem ser adaptadas para a computação quântica.
- No campo da IA e do aprendizado de máquina, costuma-se falar em regulação externa para que a tecnologia não saia do controle. Existem conversas sobre tecnologias quânticas também, ou é muito cedo para falar sobre isso?
– A experiência de aprendizado de máquina será útil paracomputadores quânticos - mais ou menos, estamos falando da mesma coisa. Mas como usá-lo? Acho que precisamos confiar em tecnologias complexas, mesmo que não entendamos totalmente como elas funcionam. Será possível trabalhar com essas soluções e podemos garantir que elas não nos prejudiquem.
— Você não está preocupado que uma regulamentação desajeitada impeça o progresso nessa área?
Sou um positivista tecnológico. Acredito que qualquer tecnologia, apesar dos riscos, tem principalmente vantagens se for tratada com sensatez.
"Os principais periódicos permanecem neutros - como a ciência moderna deveria ser"
— É difícil lidar com tecnologias quânticas na Rússia? Quem é o cliente principal agora, o que ele quer obter como resultado?
— Há uma tendência de que o estado seja o principalinvestidor no desenvolvimento de tecnologias quânticas. Se você olhar para o financiamento, a maior parte vem de programas governamentais, os chamados roteiros para o desenvolvimento de tecnologias quânticas. Eles estão em todos os países tecnológicos desenvolvidos - EUA, países da UE, Canadá, Japão, Grã-Bretanha, Austrália, China.
Além disso, há uma grande quantidade de financiamentode empresas privadas e investidores. O dinheiro privado permite que você se mova muito mais rápido e requer relatórios mais fáceis. E em algumas áreas, vemos o melhor desempenho em startups, em algum lugar em corporações tradicionalmente associadas à computação. O tom é definido pelo Google, IBM, Intel e suas universidades parceiras.
Na Rússia, a tendência de financiamento deTambém temos estados, adotamos um roteiro para o desenvolvimento da computação quântica, dentro do qual se trabalha para construir vários processadores quânticos e software em nuvem. São fundos significativos, mas tudo é relativo. Um dia, após uma palestra em que falei sobre financiamento, um cientista que trabalha com biotecnologia me abordou e perguntou por que se gasta tão pouco dinheiro no mundo com tecnologias quânticas.
— Como as tecnologias quânticas estão se desenvolvendo na Rússia? Existem startups fazendo isso?
- Dinâmico.Historicamente, muito das tecnologias quânticas foi inventado na URSS e na Rússia. Se você observar os prêmios Nobel concedidos às tecnologias quânticas da primeira onda, eles estão associados a trabalhos no campo da física de baixa temperatura, que se tornou a base da computação quântica moderna. Nossa escola e interesse foram preservados, tudo é propício para trabalhar nessa direção. Até a ideia de um computador quântico de Richard Fein nos EUA e Yuri Mann, um matemático soviético, surgiu paralelamente.
Agora os planos são desenvolver um quantumferro, processadores em vários princípios físicos. A prática mostra que é possível avançar nessa direção. Esta é uma área muito competitiva, todos os dias surgem novas ideias a que é preciso dar resposta. Estou otimista - você precisa oferecer algo novo e seguir em sua própria direção, e não basear totalmente seus desenvolvimentos nas ideias de outras pessoas para um dia alcançar alguém e no futuro ultrapassá-lo.
Existem startups quânticas.Já falei sobre QRate e QApp, que tratam de criptografia quântica e pós-quântica, respectivamente. Atualmente estamos trabalhando no lançamento de uma startup na área de computação quântica.
— A falta de financiamento está relacionada ao longo horizonte de planejamento da computação quântica?
— Sim, os investidores privados precisam de resultados claros ehorizontes temporais adequados. O investimento público permite-nos avançar um pouco mais estrategicamente. Mas à medida que a tecnologia se desenvolve e se adapta, esses investimentos aumentam e assumem outras formas.
— Como o isolamento da comunidade internacional de cientistas afetou seu trabalho?
— Houve um período muito turbulento, que colocoucolegas em uma posição bastante difícil. Mas estávamos e continuamos abertos à interação. Dificuldades e obstáculos surgiram do outro lado - muitas vezes foram impostos por regras administrativas. Mas ultimamente vejo uma tendência positiva. Continuamos aqueles artigos e trabalhos conjuntos que planejamos com os colegas. Espero que isso continue.
É difícil prever, mas temos um longohorizonte de planejamento do trabalho conjunto. Embora seja possível mover de acordo com o plano, mas há excessos - às vezes os pesquisadores escrevem comentários estranhos sobre a necessidade de confirmar ou negar o envolvimento em certas ideias políticas. Mas, em geral, os principais periódicos permanecem neutros - como a ciência moderna deveria ser. Por exemplo, recentemente os cientistas russos continuaram a publicar em publicações da American Physical Society. Tudo é preservado, tudo funciona.
“Alguns dizem que ninguém precisa de tecnologias quânticas. Outros - que podem resolver qualquer problema"
- Há algum equívoco ou imprecisão que chama a atenção com mais frequência?
- A principal delas é a polaridade de opiniões sobre quânticatecnologias. Alguns dizem que ninguém precisa de computação quântica, que nunca funcionará e que computadores quânticos não podem ser construídos. Tais artigos científicos continuam a ser publicados até hoje. E há colegas hiperotimistas que estão tentando usar um computador quântico para tudo e resolver qualquer problema.
Ambos os pontos de vista extremos me fazemperplexidade, mas há também uma posição sensata. Ainda temos motivos para acreditar que um computador quântico proporcionará aceleração em algumas classes de problemas. Sou a favor de uma abordagem equilibrada, focada em testar hipóteses, e se algumas delas não se confirmarem, não há nada de errado nisso, são apenas hipóteses.
Também é engraçado que os físicos aparentemente estejam no coraçãoromance. Portanto, às vezes eles não escolhem os nomes de maior sucesso para trabalhos ou fenômenos científicos. Por exemplo, existe o teletransporte quântico. Muitas vezes surge a pergunta: é possível teletransportar uma pessoa usando métodos de teletransporte quântico? Mas devemos entender que o teletransporte quântico não é o movimento físico da massa de um ponto a outro, mas a transferência de estados quânticos.
Muitos termos que aparecem na ciênciacomunidade, você precisa explicar corretamente. Por exemplo, a pseudo-telepatia quântica é um fenômeno completamente científico. Ou, digamos, homeopatia quântica também. Se você olhar para tudo isso com olhos despreparados, pode surgir perplexidade. Mas, neste caso, os termos estão muito distantes da definição canônica de telepatia e homeopatia.
— Pessoas comuns podem tocar em computadores quânticos?
— Sim, escreva um algoritmo quântico básico epara ver que é possível acelerar a solução do problema dessa maneira. A beleza de tais algoritmos é que eles são bastante simples e bonitos. Eles podem ser usados para entender como a computação quântica funciona, para ver o papel do emaranhamento e da superposição na resolução de problemas.
Ou você pode fazer uma excursão ao russocentro quântico, para ver em que estágio estão essas tecnologias, como elas são desenvolvidas por toda uma equipe de cientistas antes de se tornarem dispositivos que são realmente usados na prática.
— Por que você é um tecno-otimista? Que argumentos você tem de que a tecnologia não vai nos prejudicar?
- Isso se deve em grande parte ao fato de que nem tudo temum lado claro. A história mostra que a mesma conquista científica ou tecnologia pode ser usada de maneiras diferentes. Por exemplo, a tecnologia nuclear nos deu energia e um novo tipo de armamento.
Mas sou otimista porque os aspectos positivosa tecnologia ainda será usada para alcançar o progresso geral. Isto também funciona com a computação quântica – dispositivos e tecnologias capazes de proteger dados aparecerão muito mais cedo do que um computador quântico capaz de hackear qualquer coisa. Tais medidas ajudarão a neutralizar os aspectos negativos e a maximizar os benefícios – isto funcionará tanto com a aprendizagem automática como com as biotecnologias. Portanto, estou convencido de que utilizaremos computadores quânticos justamente para resolver os problemas mais difíceis que a humanidade enfrenta hoje.
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