Квантовые компьютеры и вторая технологическая революция

Квантовые компьютеры и вторая технологическая революция

Лазерные технологии, Новости науки и техники Комментарии к записи Квантовые компьютеры и вторая технологическая революция отключены

Как устроен квантовый компьютер, а также чем квантовый телефон отличается от обычного и насколько защищённым будет квантовый банковский код, в интервью RT рассказал доктор физико-математических наук, профессор кафедры квантовой электроники, научный руководитель Центра квантовых технологий физического факультета МГУ Сергей Кулик. Также он определил принципы работы вычислительных систем будущего и заявил о наступлении второй технологической революции.

— Сергей Павлович, как будет устроен квантовый компьютер?

— Он будет совершенно не похож на те устройства, к которым люди привыкли, в виде лэптопов, стационарных блоков, модулей. Это, скорее, будет сопроцессор к вычислительному ядру классического компьютера.

— То есть это будет комбинированное решение?

— Да, потому что многое из того, что составляет физическую суть квантового компьютера, — «железо». Это лазеры, источники питания. Данным оборудованием будет управлять классический компьютер. В нём будут крутиться данные, которые загружаются в квантовый компьютер и извлекаются из него. Все они будут обрабатываться суперкомпьютером.

— Можно ли сказать, что квантовые компьютеры в области вычислений произведут такую же технологическую революцию, какую в своё время совершили кремниевые устройства?

— Безусловно, вторая квантовая революция уже наступила, мы в ней живём, потому что квантовые компьютеры уже есть. Они просто очень небольшие и не показывают того превосходства, которого мы от них хотим. Но это реальные физические приборы, к которым можно даже обратиться онлайн.

— Квантовый компьютер предназначен не для бытового использования, а для решения спецзадач?

— Речь идёт о задачах оптимизации. Есть алгоритмы, которые будут гораздо более эффективно решаться с помощью квантовых вычислительных устройств. К сожалению, даже учёные не могут сформулировать многие из этих задач. Поэтому потребуются обоюдные усилия со стороны научного сообщества и потенциальных заказчиков, которым необходимы вычислительные мощности таких порядков. Очевидно, что в них нуждаются медицина, оборонная сфера и ряд других областей.

— Как квантовый компьютер выглядит в реальности, как он устроен?

— Сейчас примерно десять совершенно разных физических моделей претендуют на роль фундаментальной базы квантовых вычислений. Они могут работать на основе фотонных чипов, это могут быть нейтральные атомы в ловушках, ионы в ловушках, сверхпроводящие кубиты (наименьшие элементы для хранения информации в квантовом компьютере. — RT), полупроводниковые устройства. Всё это — принципиально разные модели, которые требуют разного «железа» и управления. Например, компьютер на основе сверхпроводящих кубитов — это большой криостат. В данном случае используется криогенная техника со всеми сопутствующими устройствами.

— Над какой моделью идёт работа в Центре квантовых технологий физического факультета МГУ?

— Мы работаем с атомами рубидия-87. Атом помещается в высоковакуумную камеру. Она выглядит внешне как труба с окошками, вокруг которой размещены четыре пары катушек индуктивности. Три из них компенсируют магнитное поле Земли, ещё одна применяется в процессе охлаждения.

Также в процессе используются три пары противоположно направленных пучков лазерного излучения, настроенных на определённую частоту, с которой мы работаем. Это называется лазерным охлаждением. Если говорить предельно упрощённо, то эта система лазерных пучков удерживает атом долгое время. Это также позволяет нам производить манипуляции с электроном этого атома. Именно отдельный электрон атома рубидия в этой системе и является тем самым кубитом, базовым элементом квантового компьютера.

— Сейчас тема искусственного интеллекта уже не является областью научной фантастики, о ней говорят даже на государственном уровне. Сможет ли квантовая технология помочь учёным продвинуться в создании искусственного интеллекта?

— Спорный вопрос. Есть точка зрения, что искусственный интеллект во многом опирается на те квантовые алгоритмы, которые используются в квантовых вычислениях. Я бы не стал прямо связывать эти две технологии, но есть множество тенденций, которые показывают, что, наверное, они близки. Хотя говорить более предметно пока рано.

— О квантовых технологиях известно достаточно давно, но к их разработке все страны приступили относительно недавно. Что останавливало учёных раньше — например, в 90-е годы?

— Я бы разделил этот вопрос на несколько частей. Во-первых, квантовые явления в науке известны давно — открытия Макса Планка были сделаны в начале прошлого века. Первые устройства, которые были построены целиком на принципах квантовой механики, тоже известны очень давно. Например, если взять атомную или термоядерную бомбу — это чисто квантовый эффект. Или стандарты частоты, которые существуют уже несколько десятков лет.

— Как появление и распространение квантовых коммуникаций и компьютеров отразится на повседневной жизни людей?

— Наверное, на бытовом уровне это будет не очень заметно, разве что ПИН-код банковской карты может стать гораздо более защищённым. Однако эти перемены сильно затронут силовые ведомства и банковскую систему.

— Можно ли будет взломать квантовую систему при помощи квантового компьютера?

— Системы квантовой криптографии нельзя будет взломать даже при помощи квантовых технологий — информация будет полностью защищена.

Источник: https://russian.rt.com/science/article/644550-kvantovye-tehnologii-mgu

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top