Руслан Юнусов, генерален директор на Руския квантов център, говори за това, което новата технология ще даде на човечеството
Човечеството се приближава до друг технологичен етап, който ще промени света драстично като опитомяване на огън, преоткриване на колелото или откриване на електричество. За последен път подобен Рубикон беше предаден пред нашето поколение и беше свързан с появата на компютрите. Сега, според учените, сме на разстояние няколко години от следващата революция - появата на квантов компютър. И това не са само хубави думи: Европейският съюз обяви, че ще инвестира 1 милиард евро в програмата Quantum Flagship. За сравнение, това е една четвърт от цената на Големия адронен колайдер - най-голямата научна инсталация, създавана някога в историята на цивилизацията.
Нашето място в новия свят до голяма степен зависи от това дали Русия ще се присъедини към броя на страните-победителки в квантовата надпревара или ще пропусне следващия технологичен скок. Да бъдеш встрани ще бъде особено обидно, защото грубо казано, две трети от водещите световни професори по квантова физика имат руски фамилни имена, въпреки че често работят в различни университети по света. За да използва този наш потенциал, Руският квантов център събра най-добрите умове на конференция в Лондон.
Разговарях с генералния директор на Руския квантов център, доктор по физика и математика Руслан Юнусов, защо хората се нуждаят от квантови технологии.
Руслан, първо, отговорете на наивния въпрос: защо изобщо се нуждаем от квантови компютри? Какво не ви устройва сегашната? В действителност, според закона на Мур, и така на всеки две години, мощността на електронните устройства се удвоява, така че защо да не решим нови проблеми, като увеличим изчислителния капацитет на класическите компютри?
- В самото начало законът на Мур беше формулиран по различен начин: броят на транзисторите се удвоява на всеки 1,5 години. Но сега напредъкът се забавя и удвояването се случва на всеки 2 години. Сега нека разгледаме други параметри, например тактовата честота, която определя скоростта на компютъра. Тук достигнахме тавана вече преди 10 години. Ако си спомняте, преди 30 години добрите устройства имаха честота от 1 мегахерца, 20 години по-късно достигнахме 1 гигагерц, тоест процесорът започна да работи 1000 пъти по-бързо. И тогава те достигнаха 3 gigaHertz и настъпи стагнация. Защото стигнахме до физическите граници. Дори чисто теоретично не можем да увеличим тактовата честота над 10 гигагерца. Ето пример за вас, когато технологията навлиза в някои физически ограничения. Ако погледнете по-нататък, тогава буквално след пет години ще се натъкнем на друга бариера. Казахте, че според новата версия на закона на Мур броят на транзисторите в микросхемите трябва да се удвои. И скоро ще стигнем до факта, че един транзистор трябва да е съставен от атоми. А това вече е невъзможно.
Какво да правя?
- Едно от решенията са просто квантовите компютри. Те ще ви позволят бързо да разрешите някои проблеми, които обикновено са недостъпни за класически компютър. Най-простото приложение е да разбивате кодове, да дешифрирате тайни съобщения. Това, което ще отнеме милиарди години на класическия компютър, квантовият компютър с капацитет 1000 кубита (кубитът е елемент от информация в квантовия компютър, като малко в класическия компютър - автор) ще го направи за минути. Друго приложение на квантовия компютър е търсенето на данни в големи бази данни. Сега огромни количества данни просто се съхраняват без обработка, с надеждата, че някой ден ще има голяма изчислителна мощ, която може да анализира тези данни. Квантовите компютри могат да го направят.
Промоционално видео:
Какви са шансовете първият квантов компютър да бъде руски?
- Минимално, защото квантовият компютър няма да се появи след 1 ден. Същата последователност от стъпки: първо трябва да направите един кубит, след това 2, 10, 30 … Вече с 300 кубита можете да решите редица проблеми, които не са по силите на суперкомпютрите. Сега очакваме през следващите 3 години да се появят 50-кубитови универсални компютри. Най-вероятно това ще се случи в САЩ или в Европа с участието на американски компании. За сравнение в Русия стартира проект за създаване на компютър с 2 кубита. Тоест, изоставаме от водещите играчи, но въпреки това навлизаме в кръга на страните, които развиват тези технологии. Засега нивото на инвестициите ни е несъизмеримо. Само Google инвестира 100 милиона долара в квантово развитие, а ние имаме консорциум, който се занимава с два кубита общо има много по-малко. Но тук, както в маратон: важно е не само да спечелите,но просто тичай. Защото ако завършите поне във втората вълна, ще получите пазарен дял. Днес адекватна задача за Русия е да бъде в групата на лидерите.
Можете ли да прецените размера на пазара? Колко голям е джакпотът, за който се състезават участниците в квантовата надпревара?
- Да даваме числа е напълно неблагодарно, но по някакъв начин сме изчислили, че пазарът на полупроводници и лазери е около 3 трилиона долара годишно. Има очаквания, че новият пазар няма да бъде по-малък. Когато квантовите технологии наистина влязат във всеки дом, пазарът ще бъде абсолютно гигантски.
И какво могат да донесат във всеки дом? Каква е ползата от обикновения човек, ако квантовият компютър решава сложни научни проблеми?
- Например, обикновен човек ще хареса банкови карти, от които е невъзможно да открадне пари. Тази абсолютна защита се осигурява от квантовата криптография. Между другото, такива защитени комуникации вече могат да бъдат закупени на Запад и ние планираме да разполагаме с тези устройства до края на годината. Квантовите компютри и квантовите симулатори могат да направят възможно намирането на материали с нови свойства. Днес колата тежи 2 тона и ще тежи … 20 килограма. Можете да го вземете на ръка и да го сложите някъде на рафта. От гледна точка на физиката тук няма забрани, но конвенционалните компютърни технологии не ни позволяват да намерим такива решения. И квантовият компютър е способен да симулира материал с тези свойства. Или свръхпроводимост при стайна температура. Те се борят за този проблем в продължение на много десетилетия, но не могат да го разрешат. И това напълно ще промени живота ни:ще забравим какво представляват енергийните загуби. Ще можем да създадем мощни магнитни полета, които да задържат летящи автомобили и влакове с магнитна левитация. Те ще пътуват със скоростта на самолет и са много евтини.
Говорите за сътрудничество със западните партньори. Какво можем да им предложим? Нямаме много пари. Има силни учени, но много от тях днес работят в западни университети …
- Колкото и да е странно, имаме много учени, които успешно се реализираха на Запад, но се завърнаха и стартираха лаборатории в Русия. За нас е много полезно да подкрепяме такива проекти. Така в нашата страна се създават училища със световен опит.
Ярослав КОРОБАТОВ
