Руслан Иунусов— генерални директор Руског квантног центра. Дипломирао са одличним успехом из физике
РЦЦје истраживачка организација којаспроводи фундаментална и примењена истраживања у области квантне физике, бави се креирањем и комерцијализацијом нових технологија и уређаја заснованих на коришћењу квантних ефеката. Специјалисти развијају ултра-осетљиве сензоре, оптичке микрошупљине, елементе квантних рачунара (кубита), као и системе квантне криптографије и друге. У 2016. години, Центар је био први у Русији који је покренуо апсолутно безбедне комуникације на комерцијалним линијама у мају 2017. године, покренуо је прву квантну мрежу са више чворова у земљи и први квантни блок ланац у свету.
Квантни процесор, руски развој и стацк
- Шта укључује мапа пута за развој квантних технологија?
— Мапа пута укључује три главнапод-технологије: квантно рачунарство, односно квантни рачунар, квантне комуникације и квантни сензори. Говорећи са становишта зрелости, квантне комуникације су данас најконкурентније у поређењу са решењима у свету. У протекле три године успели смо у великој мери да смањимо заостатак од лидера и сада их сустижемо. Циљ је до 2024. године направити решење светске класе и ући на светска тржишта и тамо продати уређај. Наш циљ о којем говоримо је 8% глобалног тржишта.
- РЦЦ развија сва три подручја која сте споменули?
- Делимично.Имамо свој тим за квантне комуникације, али у Русији постоје још две истраживачке групе. У квантном рачунарству развијамо неке делове ове велике области, али не све. Ако говоримо о квантном рачунарству, многи људи не разумеју сасвим тачно формулацију проблема. Да би се решио проблем на квантном рачунару, није довољно имати само квантни процесор. Морате бити у стању да њиме управљате, а онда морате имати оперативни систем, алгоритме – да решите цео стек.
- Који су задаци сада, ако говоримо о компјутеру - да се повећа време живота кубит-а? Ако размотримо пример ИБМ рачунара.
- Види, оно што сада говориш јепитање првог нивоа, хардвер. Како направити сам процесор тако да исправно ради. А постоји неколико различитих технолошких основа на којима се може градити – суперпроводљивост, или хладни атоми и хладни јони. Нејасно је ко ће од њих победити за пет година.
- Да ли ће све доћи до једног рјешења, неће ли све технологије бити на тржишту у исто вријеме?
- Највероватније ће пре или касније доћи до нечегасама. Зашто? На пример, сви класични процесори су изграђени на истој технологији. Иако је теоретски било могуће направити различите. А за то постоји неколико разлога - улагања, ефикасност и тако даље. Сада једноставно није јасно која технологија ће победити. Постоје технолошки проблеми са суперпроводљивим кубитима, као што је животни век, али то није једини проблем. Тачност снимања и читања је такође веома важна. А онда – како изградити довољно велики скалабилан систем. Ово је главно питање. Постоји много параметара на које треба обратити пажњу. Замислимо да сте направили добар процесор. Ваш рачунар неће радити на једном процесору. Потребни су нам и алгоритми за исправљање грешака, кодови за исправљање, потребни су нам алгоритми за решавање проблема, сам оперативни систем, програмски језик, интерфејс за индустрију како бисте могли да преузмете проблем и добијете решење.
- Може се градити истовремено са процесором?
- Наравно, ово је урађено. На пример, људи пишу програмске језике за апстрактни квантни рачунар. Или квантни алгоритми за факторинг бројева, нешто друго - они су углавном направљени за апстрактни квантни рачунар, такозвани универзални. Када људи пишу софтвер, програме на високом нивоу, они не мисле на који процесор ће то урадити, они пишу на логичком нивоу. Слично томе, алгоритми се развијају на логичком нивоу.
Квантни компјутери ће доћи чак иу пољопривреди
- Можете ли нам рећи о квантним сензорима?
— Један пример квантног сензора —суперпроводни квантни рачунар Користи такав ланац у суправодљивом стању као кубити. А проблем са животним веком је у томе што било какве спољашње сметње уништавају ово стање. Ако се исти дизајн користи као детектор спољашњих поља која га уништавају, онда се магнетна поља могу врло прецизно измерити. Најтачнија мерења магнетних поља се врше коришћењем исте кубит технологије, само у другом облику. Можете користити појединачне атоме - на пример, атоме азота смештене у кристал дијаманта. Они се налазе тако изоловани да се могу користити за мерење истих магнетних поља, или температуре, или гравитације. То се већ дешава у лабораторијама, али је неопходно прећи на индустријске производе. То ће бити веома мали, енергетски ефикасни и осетљиви сензори.
- На крају брифинга, рекли сте да је квантумтехнологија ће доћи у свим гранама. И зашто су у свим индустријама? Направили сте аналогију са обичним компјутерима, али у многим индустријама обични компјутери решавају све проблеме.
-Да, али када су се појавили конвенционални рачунари, нису били потребни у свим индустријама. Пре 50 година, није свима био потребан компјутер, а људи су говорили, да, не треба ми. А данас не постоји ни једна таква индустрија...
- Мислите ли да ће се иста ствар десити и са квантном?
- Кад још имаш моћ, главадолазе нови изазови. И овдје, на примјер, умјетна интелигенција - гдје је то потребно, свугдје или не? Да, скоро свуда. Као што постаје приступачније, једноставније, интеграбилније и решава ширу класу проблема, она ће се користити свуда. Квантни рачунар је као основна технологија која пружа решење за различите проблеме. Како се ова технологија развија, она ће доћи до пољопривреде, индустријског сектора и банкарског сектора.
- Рекли сте за 2024. годину. Али ако говоримо о приступачности технологија за бизнис, чак и оне велике, о којим терминима можемо да говоримо када компаније могу да приуште такве технологије?
— Овде постоји један проблем: није јасно колико је потребновреме за решавање технолошких проблема скалирања квантног рачунара. Можда три године, можда више. Понекад дођете до фазе имплементације и видите технички проблем за који ће бити потребно неколико година да се реши. Понекад се крећете нормално. За сада се чини да има кретања, али није очигледно. Стога се очекује да ће у периоду од пет година бити предложена исплатива решења.
О приступу - не морају сви да купеквантни компјутер да би се испробале квантне рачунарске могућности. Већ, да би тестирао технологију, ИБМ даје цлоуд приступ свом рачунару. И овде предлажемо, у оквиру мапе пута, да кренемо ка стварању платформе у облаку. Тако да свако може да тестира револуционарну технологију без куповине рачунара
- Дакле, то ће бити компјутер изграђен, на примјер, у РЦЦ-у, којем друге организације могу приступити?
- Не нужно у РЦЦ-у, може бити било гдјеизграђена Главна идеја је да ће ова платформа имати приступ различитим рачунарима. Зато што сада постоје универзални квантни компјутери, симулатори, постоје квантно инспирисани класични алгоритми, постоје само класични компјутери. У зависности од природе и сложености задатка, он се шаље на грешке одговарајућем систему. Као и сада, имамо процесор, ко-процесор у њему, а ту је и графички процесор. А на шта је задатак, систем одређује где да га пошаље да реши. Дакле, овде је: у зависности од задатка, платформа би требало да разуме где је боље покушати да је реши. И да не раде са једним компјутером, већ са неколико, као и са симулаторима.
"Када се појави квантни рачунар, он може да разбије све системе за шифровање." Да ли смо спремни за овај тренутак?
- Квантне комуникације штите од овога. У Русији су развијена одговарајућа решења, посебно од стране наше подружнице Крате, тзв. Ако се сутра појави овај проблем, неће бити ријешен у једном дану, јер је потребно вријеме за инфраструктуру. Осим тога, још увијек постоје нове врсте алгоритама - такозвани пост-квантни алгоритми - они још нису имплементирани. Трудимо се да испунимо појаву квантних рачунара потпуно наоружаних.
Куантум цоммуницатионс- комуникационе мреже које штите пренете податкеподатака користећи основне законе квантне механике. Они су практична имплементација такозване квантне криптографије. Они чине важан елемент квантног рачунарства и криптографских система. Омогућава транспорт информација између физички одвојених квантних система. У дистрибуираном рачунарству, мрежни чворови у мрежи могу да обрађују информације делујући као квантне капије. Безбедан пренос података може се постићи коришћењем кључних алгоритама дистрибуције.
Пост Куантум Цриптограпхи- део криптографије који остајерелевантно са појавом квантних рачунара и напада. Пошто су квантни рачунари знатно бржи у рачунању традиционалних криптографских алгоритама од класичних рачунарских архитектура, савремени криптографски системи постају потенцијално рањиви на нападе. Већина традиционалних криптосистема ослања се на проблеме факторизације целог броја или проблеме дискретног логаритма, који би се лако решили на довољно великим квантним рачунарима користећи Шоров алгоритам.
- Кажете да ће квантне технологије почети да се уводе у посао за пет година?
- Рачунари ће се појавити на хоризонту од пет година,који ће почети да решава прве исплативе проблеме. То је задатак факторизације - један од најтежих, неће бити ријешен у првој фази. На пример, за то је потребна већа снага него за моделирање неких првих материјала. Захтеви за проблеме оптимизације, можда мање него за факторизацију. То значи да сада постоји неколико десетина квантних алгоритама који решавају различите проблеме. Схор-ов алгоритам, који факционизацијом хакује, је прилично захтјеван.