"Under de senaste 25 åren har det skett enorma framsteg inom kvantteknik."
— Medierna skriver mycket
— Kvantteknik lockar stortuppmärksamhet av flera skäl. För det första är de relaterade till kvantfysik, en mycket intressant vetenskaplig teori som beskriver de minsta föremål som vi kan interagera med. Denna vetenskap hjälper till att beskriva tillstånden för kvantobjekt, samt hantera dem. De slutsatser som dras av kvantmekaniska överväganden motsäger ofta det vi är vana vid - vår "klassiska" erfarenhet.
För det andra, de första enheterna dyker nu upp ochenheter byggda på principerna för att styra individuella kvantsystem, och deras utveckling gör det möjligt att lösa problem som moderna superdatorer inte kan klara av. Du kan lösa andra viktiga uppgifter. Till exempel att överföra information på ett sådant sätt att säkerheten garanteras av grundläggande fysiska lagar, samt att mäta miljöparametrar, temperatur, parametrar för elektromagnetiska fält och så vidare med högsta tillåtna noggrannhet.
Gapet mellan förväntningar från kvantteknologier ochdet finns en verklig status för deras utveckling, men den är inte kritisk. Expertgemenskapen är ganska konservativ, den talar om gradvisa framsteg och övergången från enkel till komplex. Ser man till vad som har hänt de senaste 25 åren är det ett kolossalt språng framåt. Inom området kvantberäkning har vi gått från att demonstrera de grundläggande principerna för driften av olika typer av kvantberäkningsenheter till att lösa beräkningsproblem som är otillgängliga för klassiska datorer.
Alexey Fedorov
— Har du några markeringar på att utvecklingen på det här området är värd att uppmärksammas? Nu fokuserar alla på antalet qubits - är detta en objektiv indikator?
— Antalet kvantbitar som en separat parameter hjälper inte till att bedöma utvecklingsläget för kvantdatorer.Om du är intresserad av en vetenskaplig prestation och vill förstå dess status, i vilken utsträckning är deneller något annat resultat som är värt uppmärksamhet, finns det ett enkelt och mycket sant recept— kontrollera att resultaten har kontrollerats av forskarsamhället.
Till exempel, Google före demonstrationen av kvantExcellence förberedde noggrant en vetenskaplig artikel. De arbetade på det under lång tid, jag tror ungefär ett år, för att övertyga det vetenskapliga samfundet om riktigheten av slutsatserna. Artikeln publicerades tillsammans med en kolossal mängd ytterligare material i en av de mest respekterade vetenskapliga tidskrifterna. Därför, trots problemen med "överhettning" och överskattning av möjligheter, när man utvärderar teknik, skulle det vara bra att titta på statusen för vetenskapliga publikationer om detta ämne i ledande tidskrifter.
På tal om antalet qubits, samhälletförsöker välja ett begripligt tal för att förklara alla framsteg genom det. Därför ser vi publikationer om 2, 10, 15, 5 000 qubits – men vad betyder detta? Mitt försiktiga antagande är att vi inom en snar framtid i allt högre grad inte kommer att höra om antalet qubits, utan om systemens förmåga att lösa verkliga problem.
Det finns ett annat område inom kvantteknologi – kvantkommunikation, eller mer exakt, kvantnyckeldistribution.Det finns andra kriterier , till exempel hastigheten för nyckelgenerering och möjligheten att integrera kvantlösningar i den klassiska infrastrukturen.Många av dem är mer nyktra i sin bedömning av utvecklingen än ett enskilt mått eller en enskild parameter.
— Vilka teknologier inom detta område är du personligen intresserad av?
– Jag började med att jag höll på med kvantkommunikation och postkvantkryptering. Dessa är två områden relaterade till skyddet av information i en tid präglad av en kvantdator. Om en kvantdator är tillräckligt kraftfull – med massor av bra qubits – kommer den att kunna knäcka några av dagens kryptografiska algoritmer. Vi har utvecklat en ny generation av dataskyddsenheter, algoritmer och verktyg som kan motverkas av hot med hjälp av en kvantdator. Dessa tekniker har redan nått en mogen fas och utvecklas inte av RCC, utan av enskilda företag.
Just nu fokuserar jag på kvantdatorer, och vi arbetar med att skapa algoritmer och mjukvara för framtida kvantdatorer.Den största utmaningen för hela det samhälle som är intresserat av kvantalgoritmer är att förstå om det är möjligt att uppnå beräkningsmässig överlägsenhet när det gäller att lösa praktiska problem med nuvarande eller framtida generationer av kvantdatorer.
Är datasäkerhet det enda hotet som kvantdatorer utgör? Eller finns det andra aspekter att bry sig om?
— Det största hotet är i riktning mot att tillhandahållainformationssäkerhet. Men det finns andra svårigheter - vi kan inte verifiera lösningen av vissa problem med hjälp av kvantdatorer, därför kan vi inte använda dem. Men detta är inte ett unikt problem - det finns i klassisk superdatorer också. När allt kommer omkring, om en superdator i en enda kopia löser något problem, hur verifierar man då denna lösning? Inom klassisk datoranvändning har man i årtionden funderat på hur man gör detta och hur dessa verktyg kan anpassas för kvantberäkning.
– Inom området AI och maskininlärning pratas det ofta om extern reglering för att tekniken inte ska hamna ur kontroll. Finns det sådana samtal inom kvantteknologi också, eller är det för tidigt att prata om det?
– Erfarenhet av maskininlärning kommer att vara användbar förkvantdatorer – plus minus vi pratar om samma sak. Men hur använder man det? Jag tror att vi måste lita på komplexa tekniker, även om vi inte helt förstår hur de fungerar. Det kommer att vara möjligt att arbeta med dessa lösningar och vi kan se till att de inte skadar oss.
— Är du inte orolig för att klumpiga regleringar kommer att stoppa framstegen på det här området?
Jag är en teknisk positivist. Jag tror att all teknik, trots riskerna, främst har fördelar om den behandlas förnuftigt.
"Ledande tidskrifter förblir neutrala - så som modern vetenskap borde vara"
— Är det svårt att hantera kvantteknik i Ryssland? Vem är huvudkunden nu, vad vill han få som resultat?
— Det finns en trend att staten är den främstainvesterare i utvecklingen av kvantteknik. Om man tittar på finansiering kommer huvuddelen av den genom statliga program, de så kallade färdplanerna för utveckling av kvantteknologier. De finns i alla utvecklade tekniska länder - USA, EU-länder, Kanada, Japan, Storbritannien, Australien, Kina.
Därtill kommer en stor finansieringfrån privata företag och investerare. Privata pengar gör att du kan röra dig mycket snabbare och kräver enklare rapportering. Och inom vissa områden ser vi de bästa resultaten i startups, någonstans i företag som traditionellt förknippas med datoranvändning. Tonen sätts av Google, IBM, Intel och deras partneruniversitet.
I Ryssland har trenden mot finansiering frånVi har också stater, vi har antagit en färdplan för utveckling av kvantberäkningar, inom vilken det pågår arbete med att bygga flera kvantprocessorer och molnmjukvara. Det är betydande medel, men allt är relativt. En dag, efter en föreläsning där jag pratade om finansiering, kom en vetenskapsman som arbetar inom bioteknik fram till mig och undrade varför så lite pengar i världen spenderas på kvantteknologi.
— Hur utvecklas kvanttekniken i Ryssland? Finns det startups som gör detta?
- Dynamiskt.Historiskt sett uppfanns mycket för kvantteknik i Sovjetunionen och Ryssland. Om man tittar på Nobelpriserna som delades ut för första vågens kvantteknologi, är de förknippade med arbete inom lågtemperaturfysik, som blev grunden för modern kvantberäkning. Vår skola och intresse har bevarats, allt gynnar arbetet i denna riktning. Till och med idén om en kvantdator av Richard Fein i USA och Yuri Mann, en sovjetisk matematiker, uppstod parallellt.
Nu är planerna att utveckla ett kvantumjärn, processorer på olika fysiska principer. Övning visar att det är möjligt att gå i denna riktning. Det här är ett mycket konkurrensutsatt område, varje dag kommer det nya idéer som måste bemötas. Jag är optimistisk - du måste erbjuda något nytt och röra dig i din egen riktning, och inte helt basera din utveckling på andras idéer för att komma ikapp någon någon gång, och i framtiden kunna köra om.
Jag har redan pratat om QRate och QApps, som handlar om kvant- respektive postkvantkryptografi.Vi arbetar för närvarande med att lansera en startup inom kvantdatorer.
— Är bristen på finansiering relaterad till den långa planeringshorisonten inom kvantberäkning?
— Ja, privata investerare behöver tydliga resultat ochadekvata tidshorisonter. Offentliga investeringar gör att vi kan röra oss lite mer strategiskt. Men i takt med att tekniken utvecklas och anpassas kommer dessa investeringar att öka och anta andra former.
— Hur har isoleringen från det internationella samfundet av forskare påverkat ditt arbete?
— Det var en väldigt turbulent period, vilket sattekollegor i en ganska svår situation. Men vi var och förblir öppna för interaktion. Svårigheter och hinder dök upp från andra sidan - ofta påfördes de av administrativa regler. Men den senaste tiden ser jag en positiv trend. Vi fortsatte de gemensamma artiklarna och arbetena som vi planerade med kollegor. Jag hoppas att detta fortsätter.
Det är svårt att förutse, men vi har en ganska lång tid på osshorisont för gemensam arbetsplanering. Det är visserligen möjligt att flytta enligt planen, men det finns överdrifter - ibland skriver forskare konstiga kommentarer om behovet av att bekräfta eller förneka inblandning i vissa politiska idéer. Men generellt sett förblir de ledande tidskrifterna neutrala – så som modern vetenskap borde vara. Till exempel har ryska forskare på senare tid fortsatt att publicera i publikationer från American Physical Society. Allt är bevarat, allt fungerar.
"Vissa säger att ingen behöver kvantteknik. Andra - att de kan lösa alla problem"
- Finns det några missuppfattningar eller felaktigheter som du oftast får ögonen på dig?
– Den viktigaste är polariteten i åsikter om kvanttekniker. Vissa säger att ingen behöver kvantdatorer, att det aldrig kommer att fungera och att kvantdatorer inte kan byggas. Sådana vetenskapliga artiklar fortsätter att publiceras till denna dag. Och det finns hyperoptimistiska kollegor som försöker använda en kvantdator till allt och lösa eventuella problem.
Båda extrema synpunkter gör migförvirring, men det finns också ett vettigt ställningstagande. Vi har fortfarande anledning att tro att en kvantdator kommer att ge acceleration i någon klass av problem. Jag är för ett balanserat förhållningssätt, fokuserat på att testa hypoteser, och om några av dem inte bekräftas är det inget fel med det, de är bara hypoteser.
Det är också roligt att fysiker tydligen är i hjärtatromantik. Därför väljer de ibland inte de mest framgångsrika namnen för vetenskapliga verk eller fenomen. Till exempel finns det kvantteleportering. Frågan uppstår ofta: är det möjligt att teleportera en person med hjälp av kvantteleporteringsmetoder? Men vi måste förstå att kvantteleportation inte är den fysiska rörelsen av massa från en punkt till en annan, utan överföringen av kvanttillstånd.
Många termer som förekommer i den vetenskapligagemenskapen måste du förklara ordentligt. Till exempel är kvantpseudo-telepati ett helt vetenskapligt fenomen. Eller, säg, kvanthomeopati också. Om man ser på allt detta med ett oförberedt öga kan förvirring uppstå. Men i det här fallet är termerna väldigt avlägset relaterade till den kanoniska definitionen av telepati och homeopati.
— Kan vanliga människor röra kvantdatorer?
— Ja, skriv en grundläggande kvantalgoritm ochatt se att det går att påskynda lösningen av problemet på detta sätt. Det fina med sådana algoritmer är att de är ganska enkla och vackra. De kan användas för att förstå hur kvantberäkning fungerar, för att se vilken roll intrassling och superposition spelar för att lösa problem.
Eller så kan du komma på en utflykt till ryskankvantcenter, för att se i vilket skede dessa teknologier är, hur de utvecklas av ett helt team av forskare innan de blir enheter som faktiskt används i praktiken.
— Varför är du en teknooptimist? Vilka argument har du för att tekniken inte kommer att skada oss?
– Det beror till stor del på att allt inte haren tydlig sida. Historien visar att samma vetenskapliga prestation eller teknik kan användas på olika sätt. Till exempel har kärntekniken gett oss både energi och en ny typ av vapen.
Men jag är optimist eftersom de positiva aspekternateknik kommer fortfarande att användas för att uppnå övergripande framsteg. Detta fungerar också med kvantdatorer – enheter och tekniker som kan skydda data kommer att dyka upp mycket tidigare än en kvantdator som kan hacka vad som helst. Sådana steg kommer att hjälpa till att neutralisera de negativa aspekterna och maximera fördelarna - detta kommer att fungera med både maskininlärning och bioteknik. Därför är jag övertygad om att vi kommer att använda kvantdatorer just för att lösa de svåraste problemen som mänskligheten står inför idag.
Läs mer:
Arkeologer har officiellt bekräftat legenderna från Bibeln
Det visade sig vad som händer med kroppens celler när hjärtat dör
Starlink-signal hackad för att användas som ett alternativ till GPS