Krievijas Kvantu centra ģenerāldirektors Ruslans Junusovs runāja par to, ko jaunā tehnoloģija dos cilvēcei
Cilvēce tuvojas vēl vienam tehnoloģiskam pagrieziena punktam, kas pasauli mainīs tikpat dramatiski kā uguns pieradināšana, riteņa izgudrošana vai elektrības atklāšana. Pēdējo reizi līdzīgs Rubicon tika nodots mūsu paaudzes priekšā un bija saistīts ar datoru parādīšanos. Tagad, pēc zinātnieku domām, mēs esam vairāku gadu attālumā no nākamās revolūcijas - kvantu datora parādīšanās. Un tie nav tikai jauki vārdi: Eiropas Savienība paziņoja, ka Kvantu flagmaņa programmā ieguldīs 1 miljardu eiro. Salīdzinājumam - šī ir ceturtā daļa no lielās hadronu sadursmes - lielākās zinātniskās instalācijas, kāda jebkad radīta civilizācijas vēsturē - izmaksas.
Mūsu vieta jaunajā pasaulē lielā mērā ir atkarīga no tā, vai Krievija pievienojas kvantu skrējiena valstu uzvarētāju skaitam vai nokavē nākamo tehnoloģisko lēcienu. Būt malā būtu īpaši aizvainojoši, jo, rupji runājot, divām trešdaļām pasaules vadošo kvantu fizikas profesoru ir krievu uzvārdi, kaut arī viņi bieži strādā dažādās pasaules universitātēs. Lai izmantotu šo mūsu potenciālu, Krievijas Kvantu centrs konferencē Londonā pulcēja labākos prātus.
Es runāju ar Krievijas Kvantu centra ģenerāldirektoru, fizisko un matemātisko zinātņu kandidātu Ruslanu Junusovu par to, kāpēc cilvēkiem ir nepieciešamas kvantu tehnoloģijas.
Ruslans, pirmkārt, atbildiet uz naivo jautājumu: kāpēc mums vispār vajadzīgi kvantu datori? Kas pašreizējais jums neder? Patiešām, saskaņā ar Mūra likumu, un tāpēc ik pēc diviem gadiem elektronisko ierīču jauda dubultojas, tad kāpēc gan neatrisināt jaunas problēmas, palielinot klasisko datoru skaitļošanas iespējas?
- Jau pašā sākumā Mūra likums tika formulēts citādi: ik pēc 1,5 gadiem tranzistoru skaits dubultojas. Bet tagad progress palēninās, un dubultošanās notiek ik pēc 2 gadiem. Tagad aplūkosim citus parametrus, piemēram, pulksteņa ātrumu, kas nosaka datora ātrumu. Šeit mēs jau pirms 10 gadiem esam sasnieguši griestus. Ja atceraties, pirms 30 gadiem labu ierīču frekvence bija 1 megaherci, 20 gadus vēlāk mēs sasniedzām 1 gigahercu, tas ir, procesors sāka strādāt 1000 reizes ātrāk. Un tad viņi sasniedza 3 gigaHertz un iestājās stagnācija. Tāpēc, ka mēs nonācām līdz fiziskām robežām. Pat tīri teorētiski mēs nevaram palielināt pulksteņa frekvenci virs 10 gigaherciem. Šis ir piemērs jums, kad tehnoloģija nonāk fiziskās robežās. Ja paskatās tālāk, tad burtiski pēc pieciem gadiem mēs nonāksim vēl vienā barjerā. Jūs teicāt, ka saskaņā ar Mūra likuma jauno versiju tranzistoru skaitam mikroshēmās vajadzētu dubultoties. Un drīz mēs nonāksim pie tā, ka viens tranzistors jāveido no atomiem. Un tas jau ir neiespējami.
Ko darīt?
- Viens no risinājumiem ir tikai kvantu datori. Tie ļaus ātri atrisināt dažas problēmas, kuras parasti nav pieejamas klasiskajam datoram. Vienkāršākā lietojumprogramma ir kodu laušana, slepeno ziņojumu atšifrēšana. Ko klasiskā datora veikšana prasīs miljardiem gadu, kvantu dators ar 1000 kubitu ietilpību (kvīts ir informācijas elements kvantu datorā, tāpat kā mazliet klasiskajā datorā - autors) to izdarīs minūtēs. Vēl viens kvantu datora pielietojums ir datu meklēšana lielās datu bāzēs. Mūsdienās milzīgs datu daudzums tiek vienkārši uzglabāts bez apstrādes, cerot, ka kādreiz būs liela apstrādes jauda, kas šos datus varēs analizēt. Kvantu datori to var.
Reklāmas video:
Cik liela ir iespēja, ka pirmais kvantu dators būs krievs?
- Minimāls, jo kvantu dators neparādīsies 1 dienas laikā. Tā pati darbību secība: vispirms jums jāizveido viens kvīts, pēc tam 2, 10, 30 … Jau ar 300 kubitiem jūs varat atrisināt virkni problēmu, kas ir ārpus superdatoru spēka. Tagad mēs sagaidām, ka nākamajos 3 gados parādīsies 50-qubit universālie datori. Visticamāk, tas notiks Amerikas Savienotajās Valstīs vai Eiropā, piedaloties amerikāņu uzņēmumiem. Salīdzinājumam Krievijā ir uzsākts projekts, lai izveidotu datoru ar 2 kubitiem. Tas ir, mēs atpaliekam no vadošajiem spēlētājiem, bet tomēr mēs iekļūstam to valstu lokā, kuras izstrādā šīs tehnoloģijas. Pagaidām mūsu ieguldījumu līmenis ir nesalīdzināms. Vienīgais Google kvantu attīstībā iegulda 100 miljonus ASV dolāru, un mums ir konsorcijs, kas kopumā nodarbojas ar diviem kubītiem, ir daudz mazāk. Bet šeit, tāpat kā maratonā: ir svarīgi ne tikai uzvarēt,bet vienkārši skrien. Jo, ja jūs pabeidzat vismaz otrajā vilnī, jūs iegūsit tirgus daļu. Šodien adekvāts uzdevums Krievijai ir būt līderu grupā.
Vai varat novērtēt tirgus lielumu? Cik liels ir džekpots, par kuru sacenšas kvantu skrējiena dalībnieki?
- Sniegt skaitļus ir pilnīgi nepateicīgi, taču mēs kaut kā aprēķinājām, ka pusvadītāju un lāzeru tirgus ir aptuveni trīs triljoni USD gadā. Pastāv cerības, ka jaunais tirgus būs ne mazāks. Kad kvantu tehnoloģijas patiešām ienāk katrā mājā, tirgus būs absolūti gigantisks.
Un ko viņi var nest katrā mājā? Kāda ir vienkārša cilvēka priekšrocība, ja kvantu dators atrisina viltīgas zinātniskas problēmas?
- Piemēram, parastam cilvēkam patiks bankas kartes, no kurām nav iespējams nozagt naudu. Šo absolūto aizsardzību nodrošina kvantu kriptogrāfija. Starp citu, tik drošus sakarus jau var iegādāties Rietumos, un mēs plānojam, ka šīs ierīces būs līdz gada beigām. Kvantu datori un kvantu simulatori var dot iespēju atrast materiālus ar jaunām īpašībām. Šodien automašīna sver 2 tonnas un sver … 20 kilogramus. Jūs varat to paņemt ar rokām un ievietot kaut kur plauktā. No fizikas viedokļa šeit nav aizliegumu, taču parastās datortehnoloģijas neļauj mums atrast šādus risinājumus. Un kvantu dators spēj simulēt materiālu ar šīm īpašībām. Vai arī supravadītspēja istabas temperatūrā. Viņi ir cīnījušies par šo problēmu daudzus gadu desmitus, taču to nevar atrisināt. Un tas pilnībā pagriezīs mūsu dzīvi:mēs aizmirsīsim, kādi ir enerģijas zudumi. Mēs varēsim radīt jaudīgus magnētiskos laukus, kas turēs lidojošus automobiļus un magnētiskās levitācijas vilcienus. Viņi ceļos ar lidmašīnas ātrumu un ir ļoti lēti.
Jūs runājat par sadarbību ar Rietumu partneriem. Ko mēs viņiem varam piedāvāt? Mums nav daudz naudas. Ir spēcīgi zinātnieki, taču daudzi no viņiem šodien strādā Rietumu universitātēs …
- Dīvainā kārtā mums ir daudz zinātnieku, kuri veiksmīgi sevi realizēja Rietumos, bet atgriezās un uzsāka laboratorijas Krievijā. Mums ir ļoti noderīgi atbalstīt šādus projektus. Tādējādi mūsu valstī tiek veidotas skolas ar pasaules pieredzi.
Jaroslavs KOROBATOVS