Квантовые вычисления: ответы на глобальные вызовы

Квантовые технологии настолько превосходят существующие возможности, что мы лишь фрагментарно представляем все будущие сферы их применения. Редакция «Сделано в России» представляет саммари онлайн-дискуссий «Квант будущего», организованной Фондом «Росконгресс».

«История состоит в том, что в начале семидесятых годов люди в IBM сделали персональный компьютер, показали его менеджменту, менеджеры решили, что не надо из него делать продукт, потому что это никому не нужно. Нет задач, которые такая штука будет решать, и никакой нормальный человек это не купит. Сейчас мы на самом деле понимаем, что если бы не было этих персональных компьютеров, то не было бы интернета, и вообще мир был бы совсем другим. Тогда даже люди, которые сделали этот персональный компьютер, своим менеджерам рассказать про интернет не могли — просто им это в голову не пришло. Я думаю, что то, что происходит сейчас с квантовым компьютером, — это примерно то же самое», — Альтшулер Борис, ведущий консультант по квантовым технологиям, Google Inc., профессор кафедры теоретической физики, Columbia University.

«Я хочу сказать, что с точки зрения фундаментальных идей расстояние между бухгалтерскими счетами и современным классическим суперкомпьютером гораздо меньше, чем расстояние между суперкомпьютером сейчас и квантовым компьютером, который будет через какое-то время», — Альтшулер Борис, ведущий консультант по квантовым технологиям, Google Inc., профессор кафедры теоретической физики, Columbia University.

«Наша потребность в создании новых материалов для атомной отрасли привела к тому, что у нас развилось целое большое направление по созданию новых материалов. Мы сейчас разрабатываем их для авиационной промышленности, для химической промышленности. В общем, мы достаточно серьезно работаем в этом направлении, и мы все понимаем, что это как раз тот класс задач, где квантовый компьютер может быть применим», — Солнцева Екатерина, директор по цифровизации, Госкорпорация «Росатом».

«Следующее направление — это Северный морской путь. Не знаю, насколько для коллег это является новостью, что «Росатом» является также оператором Северного морского пути. Почему «Росатом»? Потому что атомные ледоколы, и без атомных ледоколов Северный морской путь обслуживать нельзя. Это является ключевым фактором, а это сразу оптимизационные задачи логистики, очень сложные задачи логистики, и это опять квантовый компьютер», — Солнцева Екатерина, директор по цифровизации, Госкорпорация «Росатом»

Мир находится в самом начале пути развития квантовых технологий, и шансы на успех есть пока у всех.

«В любом случае запуск таких масштабных проектов требует определенного времени, и в России, я думаю, вы тоже понимаете, что это занимает какое-то время, это требует каких-то научно-исследовательских разработок, в том числе инструментов. Но я думаю, что у обеих сторон получится добиться успеха в данном направлении с точки зрения запуска проектов, в том числе о которых мы говорили, о квантовом компьютере», — Синха Урбаси, профессор Raman Research Institute, ассоциированный член Института квантовых вычислений Университета Уотерлу и Центра квантовой информатики и квантового управления Торонтского университета.

«Я не думаю, что через какое-то время люди будут продавать квантовые компьютеры, как сейчас iPhone. Скорее всего, их будет какое-то ограниченное количество, они где-то будут стоять, как-то будут защищаться, а продаваться будет время на них. И в этом смысле уже сейчас можно начинать думать, как это время использовать, и в этом смысле такого большого задела у компании нет и здесь можно конкурировать», — Альтшулер Борис, ведущий консультант по квантовым технологиям, Google Inc., профессор кафедры теоретической физики, Columbia University.

«Я думаю, что было бы большой ошибкой не заниматься этими исследованиями за пределами больших компаний, вроде Google, IBM или Microsoft, несмотря на то, что возможностей и ресурсов у этих компаний гораздо больше», — Альтшулер Борис, ведущий консультант по квантовым технологиям, Google Inc., профессор кафедры теоретической физики, Columbia University.

Проблемы

Развитие квантовых технологий усложняется проблемами, с которыми полупроводниковая электроника почти не сталкивалась, что требует серьезного межотраслевого сотрудничества

«Одна из главных проблем, которая встаёт перед созданием серьезного размера квантового компьютера, состоит в том, что возникает сбой в квантовой когерентности за счёт космических лучей и естественной радиации. Этот сбой очень неприятен с точки зрения квантовых вычислений, поскольку он сразу меняет работу не одного кубита, а почти всех сразу. И здесь вклад специалистов «Росатома» может быть доминирующим», — Альтшулер Борис, ведущий консультант по квантовым технологиям, Google Inc., профессор кафедры теоретической физики, Columbia University.

Возможности квантовых технологий, по аналогии с изобретением ядерного оружия, требуют серьезного международного обсуждения с точки зрения этических вопросов их применения

«Возможно, вы знаете то, что в прошлом феврале в Ватикане был подписан протокол по работе с искусственным интеллектом. Здесь AI сам по себе рассматривается с разных углов, а сейчас также есть активное обсуждение, допустим, с президентом Microsoft и многими другими организациями. Мы подписали совместную директиву, и я хотел бы, чтобы какие-то учреждения здесь, в России, присоединились к участию в таком важном документе. Сейчас там закладывается очень важный принцип — помочь AI быть чем-то, что позволит нам улучшить наше общество и использовать это в конструктивно-позитивном ключе. Хочется сказать, что это связано со многими изменениями, которые сейчас происходят в нашем обществе», — Басти Джанфранко, профессор философии и науки, Латеранский Университет.

«Я боюсь, что действительно может возникнуть у какой-то группы людей желание программировать поведение других людей при помощи высоких технологий, и, как правило, это не приводит ни к чему хорошему, поэтому я надеюсь, что человечество имеет достаточно большой запас прочности, чтобы вот этот факт ограничения личной свободы путем уже чисто технологической промывки мозгов избежать. Но, с другой стороны, можно себе представить человека через 100 лет, который будет вместо того, чтобы ходить 10 лет в школу, а потом 5 лет учиться в университете, просто подключать какой-нибудь чип и становиться уже каким-то специалистом на каком-то уровне», — Альтшулер Борис, ведущий консультант по квантовым технологиям, Google Inc., профессор кафедры теоретической физики, Columbia University.

«Здесь есть классические алгоритмы машинного обучения, где используется статическая информация, какие-то другие инструменты, но есть и многие другие составляющие, которые мы должны как-то запрограммировать, понять. Есть определенные системы, которые могут использовать какие-то социально-исторические стереотипы и которые могут негативно играть свою роль в нашем обществе», — Басти Джанфранко, профессор философии и науки, Латеранский Университет.

«Технологии сами по себе ничего не решают. Они дают людям инструменты, но дальше люди уже действуют так, как они считают нужным, а люди могут считать нужным нечто совершенно безумное и деструктивное, как мы знаем из истории», — Лукьянов Федор, директор по научной работе, Международный дискуссионный клуб «Валдай», главный редактор, журнал «Россия в глобальной политике».

«Конечно, квантовый компьютер — это грандиозный скачок, но это не означает, что тем самым изменится все вокруг, потому что все-таки пока еще мы живем в антропоцентрическом мире. И пока человек такой, какой он есть, вокруг него все будет строиться исходя из его натуры. Если человека в конце концов заменит любого рода искусственный интеллект, то, наверно, тогда все изменится, но тогда уже мы об этом не узнаем, потому что нас не будет», — Лукьянов Федор, директор по научной работе, Международный дискуссионный клуб «Валдай», главный редактор, журнал «Россия в глобальной политике».

Решения

Для успешного развития квантовых технологий необходима тесная взаимосвязь бизнеса и научно-образовательной сферы.

«Вообще вот это взаимодействие университетов и индустрии внесло огромный вклад в Америке в развитие технологий, и многое, что мы сейчас имеем, обязано именно этому сотрудничеству», — Альтшулер Борис, ведущий консультант по квантовым технологиям, Google Inc., профессор кафедры теоретической физики, Columbia University.

«Конечно, мы планируем провести научные исследования, но мы видим свою роль в этом опять-таки двоякую. Конечно, научные исследования, безусловно, но мы также являемся очень большой площадкой для возможных применений квантового компьютера, и мы очень рассчитываем, что к 2024 году мы не только сделаем сколько-то кубитный процессор. Сейчас не так важно называть цифру, понятно, что сейчас мы строим одни предположения, но их надо будет актуализировать ежегодно. У нас есть ориентиры, но не так важно сейчас их озвучивать. Важно, что мы хотим проработать возможность пилотных расчетов на каких-то, желательно уже хотя бы как-то приближенных к реальным, задачах. То есть мы ставим перед собой задачу, кроме разработки железа, —разработку квантовых алгоритмов, которые позволят в будущем быть примененными на реальной практике в широком спектре промышленности», — Солнцева Екатерина, директор по цифровизации, Госкорпорация «Росатом»

«В компании — в IBM, в AT&T — была отдельная группа людей, которой разрешалось заниматься фундаментальной наукой. Они от нас, от университетских людей, отличались мало и часто очень приходили в университеты из этих лабораторий. Плюс большой состоял в том, что вот эти люди из фундаментальной науки взаимодействовали с людьми из девелопмента», — Альтшулер Борис, ведущий консультант по квантовым технологиям, Google Inc., профессор кафедры теоретической физики, Columbia University.

«То, что происходит сейчас, — это совершенно другое. Вот образовалась группа в Google и в IBM тоже, которая занимается с одной стороны созданием чего-то вполне конкретного, а с другой стороны то, что они делают, — есть и по методам, и по способам постановки вопроса фундаментальная наука. В этом существует большая разница, и из-за этого становится так интересно там работать», — Альтшулер Борис, ведущий консультант по квантовым технологиям, Google Inc., профессор кафедры теоретической физики, Columbia University.

Необходимо обеспечить возможность максимально широкого выбора при формировании человеческого капитала квантовой индустрии

«Мы, когда писали дорожную карту для России, учитывали опыт других стран, которые прошли этот путь где-то раньше нас, где-то параллельно с нами. Вот, например, китайские коллеги активно запустили уже несколько лет назад программу 1 000 талантов, потому что есть очень большая китайская диаспора, и привлечение людей, которые уже сформировались в ведущих университетах мира, вернуться назад и поднять уровень науки у себя – это было очень плодотворно. Мы пытаемся это сделать в России, потому что в квантовом сообществе русская диаспора очень сильная», — Юнусов Руслан, руководитель проекта по созданию квантового компьютера в России, Госкорпорация «Росатом».

Сделано в России // Made in Russia

Автор: Антон Петров